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Fabrication additive : Préparer l’industrie de demain

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Publi-rédactionnel Véritable révolution technologique, la fabrication additive (FA) franchit un nouveau palier. Marché mondial qui explose, foisonnement des solutions et des matériaux proposés, production en grande série sont autant de facteurs qui contribueront à conférer, à terme, une place centrale à cette nouvelle technologie. Les acteurs de la filière se préparent à accompagner ce changement.

Fabrication additive : Préparer l’industrie de demain

Définir les contours de la FA (appelée aussi impression 3D par le grand public) n’est pas une mince affaire tant cette nouvelle technologie va révolution­ner nos façons d’aborder le cycle de vie des produits (de leur concep­tion à leur distribution en passant par leur fabrication) pour in fine impacter radicalement nos moyens de production actuels. Apparue dans les années 1980 avec les premiers procédés de prototypage rapide, la FA est le moyen par lequel un modèle numérique est reconsti­tué couche par couche, par dépôts successifs de matière (métal, polymères, bois, céramique…). Considérée comme l’une des cinq technologies majeures de l’indus­trie 4.0 avec la cobotique, la réalité augmentée, l’intelligence artificielle et la simulation numérique, elle ouvre des potentialités inégalées et repousse les limites techniques imposées par les moyens de fabri­cation traditionnels en offrant la possibilité de créer des formes complexes qui jusqu’à présent étaient irréalisables sans elle. L’étendue de son champ d’action est sans limite. Elle permet d’impri­mer des neurones de synthèse comme l’expérimente le labora­toire Smith à Sheffield (qui utilise des imprimantes à jet d’encre pour créer des cellules biologiques de synthèse), de fabriquer de la peau humaine artificielle (comme le fait déjà la société girondine Poïetis), de construire et tester des moteurs de fusée en 4 mois (comme cela a été le cas récem­ment avec le projet Project X mené à l’Université Monash à Melbourne en Australie) ou bien encore d’édi­fier des logements sociaux de 95 m2 en quelques mois ou des habitats d’urgence en une ving­taine de minutes (projets Yhnova et INNOprint 3D de l’Université de Nantes) ; quand elle n’est pas uti­lisée pour imprimer des pièces de rechange pour les trains de la SNCF (comme l’a fait CIRTES en utilisant son procédé de Stratoconception) ou bien encore pour les navires, les avions et d’autres équipements militaires critiques (comme pro­jette de le faire l’armée américaine – programmes MAMLS et Navy). « Dans le secteur militaire où les pièces sont à très haute technicité et très forte valeur ajoutée, la FA progresse à un rythme annuel de 20 % » annonce Christophe Chaput l’un des 2 associés fondateurs de 3DCERAm-Sinto basée à Limoges.

Tous les champs du possible sont désormais ouverts à l’imagination des ingénieurs et concepteurs spé­cialisés sachant que l’impression 3D allie rapidité d’exécution, écono­mie de matériaux, complexité, fiabi­lité, résistance et qualité et qu’elle s’affranchit d’un grand nombre de contraintes techniques. De surcroît, avec la FA sont éga­lement apparus de nou­veaux matériaux tels que des substrats combi­nant céramique et pistes de conduc­tion pour l’élec­tronique ou bien encore des plas­tiques carbonés résis­tants aux températures extrêmes ou aux agressions chimiques, des nano-composites (qui améliorent les propriétés mécaniques, la résistance thermique…) et des bio-composites moins impactant sur le plan environnemental…

Aujourd’hui, le marché est en train d’exploser. Face à la multiplicité des procédés utilisés qui regroupent 7 grandes familles (par polymé­risation, projection de gouttes, de poudre, de liant, par solidification de poudre, fusion de fils ou encore assemblage de couches), face à la diversité des matériaux et aux offres de solutions qui se multi­plient, difficile de s’y retrouver pour les entrepreneurs désireux de s’équiper.

Explosion des ventes et maturité du marché

C’est une évidence, le marché est arrivé en phase de maturité. « La FA se trouve à un stade de maturité analogue à celui des premiers ordi­nateurs personnels post-seconde guerre mondiale. Compte tenu de son fort potentiel, les moyens de FA seront de plus en plus utilisés par les industriels ainsi que par des particuliers dans les quelques années à venir » annonçait déjà en 2015 Claude Barlier président de CIRTES dans le livre « La Fabrication Additive » qu’il a coécrit avec Alain Bernard. Un boom est en train de se produire. Le rapport annuel Wohlers Report 2018 du cabinet américain Wohlers Associates, publié en mars dernier, confirme l’envolée de la filière dans le domaine de l’impres­sion 3D Métal dont les ventes ont bondi de 80 %. 1 768 solutions de FA métal ont été vendues en 2017 contre 983 en 2016 tandis que le chiffre d’affaires mondial de l’im­pression 3D (intégrant les produits et services) a progressé de 21 % en dépassant les 7 milliards de dol­lars, la France ne représentant que 3 % du volume global. Le nombre de fabricants qui ont développé et vendu des solutions industrielles de FA, a également significative­ment augmenté pour passer de 97 entreprises dans le monde en 2016 à 135 en 2017. Les nouveaux entrants proposent des machines moins chères, plus rapides et disponibles avec une plus grande variété de matériaux. De quoi permettre à plus d’entreprises de franchir le cap et de se tourner vers cette nouvelle technologie.

Du côté du secteur médical, le rapport de l’entreprise SmarTech Publishing annonce une croissance de 9,5 milliards de dollars d’ici 2027 du marché de l’impression 3D dentaire. Le rapport explique que l’industrie dentaire a augmenté de plus de 35 % d’une année à l’autre pour la deuxième année consécu­tive en 2017. « La FA représente un marché colossal pour l’ortho­dontie. Aujourd’hui seulement 2 % des dentistes l’utilisent. Dans 15 ans, 100 % le feront » prophétise Jean-Luc Berruet de la société conseil Cad°X qui accompagne les chirurgiens-dentistes et les pro­thésistes dans la numérisation de leurs métiers.

La demande de services d’impres­sion 3D est, elle aussi, en plein essor. En 2016, elle a progressé de 26 % sur un marché mondial des services bureautiques estimé à 2,17 milliards d’euros. La raison ? Un certain nombre d’entreprises  font leurs premières expériences en passant par des fournisseurs de services 3D dont la mission est de garantir la fabrication de pièces uniques de haute qualité en un temps record. À l’image de Do’in3D, basée au Bourget du Lac en Savoie, plusieurs entreprises se sont équipées d’imprimantes 3D professionnelles pour répondre à cette demande croissante. « C’est pour permettre aux acteurs indus­triels clés de se tourner vers l’im­pression 3D et leur faire bénéficier d’un large choix parmi toutes les technologies existantes que nous avons fondé Do’in3D » explique Stéphane Chat son fondateur.

Cependant, des progrès restent encore à faire pour encourager le plus grand nombre à s’équiper. « Le marché de la FA est technologi­quement très mature, mais il n’est véritablement déployé en masse que dans des domaines assez haut de gamme tels que le ferroviaire, l’automobile ou l’aéronautique. Notre objectif actuel est d’équiper en masse l’ensemble de l’industrie : toutes les entreprises ont besoin, parfois sans le savoir, de ce type de technologie » précise Julien Markarian pdg du groupe CADvision le leader français de la distribution d’imprimantes 3D professionnelles et de logiciels de CAO (conception assistée par ordinateur).

Mobilisation nationale de la filière autour de 3D Start PME

Pour se préparer à cette révolution industrielle, l’ensemble des acteurs (pouvoirs publics, collectivités et industriels) se structure en vue de sensibiliser les PME aux avantages de la FA et les accompagner peu à peu dans l’intégration de cette nouvelle technologie. La priorité du moment est d’aider les entre­prises à se repérer dans ce dédale technologique. Au niveau national, le pro­gramme 3D Start PME a été lancé en octobre dernier par le Cetim, le CEA et le Symop (Syndicat des machines et technologies de pro­duction). Son objectif est d’accom­pagner les entreprises dans une démarche de réflexion sur l’inté­gration de moyens de production en FA au travers d’une approche méthodologique menée en 3 phases. La première phase qui réu­nira une quarantaine d’entreprises permettra de réaliser un diagnostic et d’engager une réflexion straté­gique afin de voir si la FA est une technologie qui pourra apporter ou pas de la valeur ajoutée à l’entre­prise. La deuxième phase s’adres­sera à une douzaine d’entreprises dont la feuille de route est établie. Elle comprendra des modules de formation et des niveaux technolo­giques plus poussés. La troisième phase aboutira à la création d’un démonstrateur ou d’une preuve de concept (poc). Elle pourra conduire l’entreprise soit à externaliser une activité de FA, soit à intégrer des équipements, soit à collaborer à des programmes au travers du Cetim ou d’autres plates-formes avec une mise à disposition de moyens. « Nous réalisons un pac­kage méthodologique que nous expérimentons durant une année et une fois éprouvé, nous le met­trons à disposition des régions afin qu’elles puissent s’en servir pour accompagner le plus rapidement possible les PME » précise Nicolas Parascandolo l’animateur de pro­jet au Symop. Le dispositif devrait effectivement être déployé plus lar­gement mi 2018 en France, avec un objectif de 300 à 500 entreprises sensibilisées, en concertation avec les régions. 3D Start PME est cal­qué sur le modèle du programme RSPME (RobotStart PME) créé en 2013 et dont la vocation était de faciliter l’intégration de la robotique dans les entreprises.

En parallèle, le Symop a créé le portail national de la FA baptisé www.la-fabrication-additive.com inauguré à la fin du mois de mars dernier. Ce site Internet se veut être une vitrine nationale pour la filière française. « Cet outil a été créé pour vulgariser et donner de l’information sur les nouvelles tech­nologies de la FA, conférer plus de lisibilité et de visibilité aux dif­férents acteurs de la filière, favo­riser l’appropriation de la FA par les entrepreneurs en créant des liens entre les PME et les différents acteurs. Positionnée B to B, la plate-forme donnera de l’info sur les pro­jets en cours et offrira de nombreux supports pédagogiques » annonce Nicolas Parascandolo. « Le chal­lenge à relever est d’encourager les PME à utiliser des machines de FA dans les prochaines années à venir. Nous devons faire com­prendre aux entrepreneurs que grâce à cette technologie, les PME pourront proposer de nouvelles offres et ainsi gagner de nouvelles parts de marchés ».

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