Dans quels domaines l’impression 3D intervient-elle ?

Encore appelée fabrication additive, l’impression 3D est un ensemble de procédés qui mise sur l’ajout de matière via la modélisation. Dans sa mise en œuvre, l’impression 3D s’oppose à la fabrication soustractive, laquelle procède par retrait de matière. Autrefois cantonnée à certains domaines, l’impression 3D s’est fortement démocratisée aujourd’hui. Désormais, ses applications sont diverses et couvrent maints secteurs d’activité comme vous le verrez dans ce billet.

L’impression 3D en médecine et en dentisterie

La technologie de l’impression 3D est très utilisée en médecine de façon générale, et en dentisterie particulièrement.

L’impression 3D en médecine

Apparue il y a plus de deux décennies, l’impression 3D a connu un progrès remarquable. Aujourd’hui, elle est très utilisée en médecine et permet de parvenir à des solutions performantes et innovantes. De la bio-impression à la fabrication chirurgicale et de prothèses, l’impression 3D révolutionne la médecine au fil des années. À la faveur de la fabrication additive, les professionnels conçoivent aujourd’hui des prothèses sur mesure par superposition de plusieurs couches de matériaux.

Il existe de nombreux autres exemples de l’impression 3D en médecine. Je pense notamment à la fabrication à la bio-impression comme je l’ai abordé plus haut, laquelle permet la production de tissus biologiques humains. Son usage dans le domaine de la chirurgie est aussi répandu. En l’espèce, la fabrication additive permet des simulations d’opérations chirurgicales. Les chirurgiens arrivent donc à se former et à pratiquer avant de passer à l’intervention elle-même. Ce procédé réduit les erreurs et les complications.

La fabrication additive en dentisterie

Un autre exemple évocateur de la fabrication additive en médecine, c’est dans le domaine de la dentisterie. Pour les spécialistes de cette branche de la médecine, s’équiper d’une imprimante 3D professionnelle coule de source, au regard des résultats remarquables que permet cette technologie. En effet, il est communément admis que les opérations sur les dents sont souvent délicates. Il fallait trouver des solutions plus efficaces, qui préservent l’esthétique de la dentition des patients.

C’est justement ce que propose l’impression 3D appliquée à la dentisterie. Pour modifier le positionnement d’une dent ou en remplacer une, l’impression 3D assure des performances cliniques avancées et est gage d’efficacité. Elle mise sur l’automatisation du processus, et offre logiquement plus de précision. Désormais, la tendance est à la dentisterie numérique, laquelle couvre bien des domaines : prothèses dentaires, implantologie, orthodontie, chirurgie maxillo-faciale.

En associant scanners, logiciels et matériaux d’impression 3D, la dentisterie numérique optimise les flux de production et permet une célérité du processus de fabrication. C’est au bénéficie de cette révolution insufflée par la fabrication additive qu’on parle de plus en plus de médecine sur mesure aujourd’hui. Il n’en demeure pas moins que certaines applications de la fabrication additive en médecine et en dentisterie sont encore à des étapes expérimentales, quoique prometteuses.

L’impression 3D en architecture et dans le domaine de l’art

On retrouve également des applications de la fabrication additive dans les domaines de l’architecture et de l’art. En architecture, l’impression 3D est utilisée pour les avant-projets. En l’occurrence, elle inspire la fabrication de maquette et la modélisation des bâtiments, lesquelles seront utiles du début du projet à sa réalisation complète. Ici, l’impression 3D favorise la productivité et la réduction des coûts (de 75 % pour certains spécialistes du domaine).

À titre d’exemple, en prélude à la coupe du Monde 2022 qui aura lieu au Qatar, des chercheurs de l’Université du Qatar justement ont réalisé des maquettes de plusieurs stades par impression 3D. L’objectif de cette projection était de tester le design, la résistance au climat local, la qualité de la pelouse, l’éclairage et l’aérodynamique des stades.

Le moins que l’on puisse dire est que cette approche a permis des résultats probants, eu égard au standing des stades devant accueillir la prochaine coupe du monde. Et ceci n’est qu’un exemple parmi tant d’autres. En effet, l’impression 3D est aussi utilisée en amont de la construction de maisons individuelles, de locaux d’entreprise, de routes, de bâtiments industriels, etc.

Dans le domaine de la conception artistique, l’impression 3D est aussi la source d’une révolution remarquable. Dans l’univers de l’art, elle a fait ses premiers pas dans la première décennie de 2000 et faisait l’objet d’une appréhension quelque peu mitigée. C’est en 2015 que la perception de la 3D en conception artistique a véritablement évolué. En témoigne l’exposition « imprimer le monde » réalisée au Centre Pompidou en 2017. Cet événement était la parfaite illustration de l’influence de la fabrication additive sur la conception artistique.

C’est dire combien l’impression 3D a révolutionné cet univers aussi. En l’occurrence, elle permet gain de temps et précision. Elle favorise une immersion totale. Les œuvres de Sebastian Errazuriz pour la galerie Elizabeth Collective de New York, l’impression en 3D des nénuphars de Claude Monet en sont des exemples. Plus récemment, à l’Exposition universelle de Dubaï en 2020, la fabrication additive a permis la réplique du David, chef d’œuvre de la Renaissance signé Michel-Ange, dans des proportions identiques à l’original.

La fabrication additive dans l’éducation et la recherche

Dans le secteur de l’éducation et de l’enseignement, l’impression 3D a favorisé des avancées intéressantes. On lui associe un potentiel pédagogique important. Elle permettrait de sensibiliser les apprenants à des technologies innovantes. Mieux, elle aiderait à les préparer à un monde tout nouveau, où technologie et humain sont appelés à collaborer.

Les usages de la fabrication additive dans l’enseignement sont divers. La modélisation 3D permet par exemple de concevoir des organes factices pour que les apprenants appréhendent mieux le fonctionnement du corps humain. Cette approche facilite la compréhension des apprenants, puisque l’impression 3D les rapproche davantage de la réalité.

Elle est aussi utilisée en sciences humaines et dans les disciplines artistiques pour des réalisations en miniatures. L’impression 3D dans l’éducation stimule l’éveil et la curiosité des apprenants. Elle facilite la compréhension des concepts abstraits et suscite très tôt la culture entrepreneuriale chez les enfants. Ces derniers peuvent eux-mêmes concevoir des projets techniques et créatifs.

Par ailleurs, on retrouve aussi des applications de l’impression 3D dans la recherche pédagogique. Pour preuve, l’Université de Tokyo dispose aujourd’hui d’un laboratoire entièrement dédié à la fabrication additive. Son objectif, rendre accessible cette technologie à ses enseignants et apprenants et en finir avec son ancien processus de fabrication basé sur la découpe et l’outillage. L’Université du Minnesota a fait aussi le choix de la fabrication additive. En France, la fabrication additive est un secteur qui recrute, autant qu’il fait l’objet de nombreuses études.

Le secteur de l’automobile au rythme de l’impression 3D

On estime que d’ici à 2028 l’impression 3D devrait générer 12,4 milliards de dollars dans le secteur de l’automobile. C’est dire l’influence de la fabrication additive sur l’industrie automobile. Dans ce domaine, l’impression 3D permet la création de prototypes en prélude à la fabrication d’un modèle de véhicule. Elle favorise la célérité de la conception automobile et aide les grands groupes automobiles à proposer à leur clientèle des véhicules performants et la pointe de la technologie.

L’Allemande Audi, propriété du groupe Volkswagen, a par exemple misé sur l’impression 3D par jet de matière pour produire certains modèles de véhicule. C’est compte tenu des atouts impressionnants de la 3D que le constructeur allemand BMW a ouvert son propre centre de fabrication additive, alors qu’il utilisait cette technologie depuis plus de deux décennies. La BMW Roadster i8 est une illustration remarquable de l’impression 3D dans l’univers automobile.

Ford, Bugatti, Ferrari, Lamborghini, Mercedes sont d’autres marques automobiles de luxe qui ont intégré la fabrication additive à leur processus de fabrication depuis plusieurs années. Elle a permis d’optimiser les performances, l’esthétique, l’aérodynamique, la réactivité des freins sur ces véhicules.

L’impression 3D trouve en outre des applications dans le design produit… C’est dire si l’éventail des possibilités est large, et il est loin de se déliter, bien au contraire !