« L’impression 3D a un rôle majeur à jouer pour lutter contre l’obsolescence des équipements industriels », lance Nicolas Gay, co-fondateur de 4D Pioneers

Hébergée à Centrale Lille, la jeune pousse 4D Pioneers veut mettre l'impression 3D au service des industriels pour lutter contre l'obsolescence de leurs équipements. Nicolas Gay, son co-fondateur, détaille pour Industrie & Technologies le vaste éventail de savoir-faire et d'équipements sur lesquels la start-up et ses partenaires veulent s'appuyer pour répondre aux besoins de différentes industries dont le nucléaire et le ferroviaire.

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« L’impression 3D a un rôle majeur à jouer pour lutter contre l’obsolescence des équipements industriels », lance Nicolas Gay, co-fondateur de 4D Pioneers

Industrie & Technologies : En créant 4D Pioneers, au sein de Centrale Lille, vous avez voulu vous éloigner du modèle du Fablab, traditionnellement associé à l’impression 3D. Pourquoi et quelles sont vos spécificités ?

Nicolas Gay : A l’origine de notre société, il y a effectivement la volonté de faire passer l’impression 3D à l’échelle supérieure et de montrer les vrais atouts de la fabrication additive. Les Fablabs ont fleuri ces dernières années à la fois dans les secteurs privé et académique, mais ils se destinent principalement à la réalisation de prototypes. Lors de nos premières discussions autour du projet 4D Pioneers, en 2019, nous avons identifié un besoin des industriels en pièces fonctionnelles réalisées grâce à la fabrication additive. Notre idée est d’apporter davantage qu’un simple parc machines, et de faire bénéficier aux industriels de savoir-faire matériau et procédé issus de la recherche.

Nous avons un statut un peu particulier car nous sommes la première société spin-off d’un laboratoire de recherche de Centrale Lille, le laboratoire de Mécanique Multiphysique Multiéchelle (LaMcube). Nous avons noués de nombreux partenariats avec d’autres acteurs académiques comme l’Ecole nationale supérieure d’arts et métiers (Ensam) ou encore le Belgian Ceramic Research Centre (BCRC). L’objectif est de centraliser le plus de connaissances possibles sur les matériaux et les procédés de la fabrication additive pour apporter de vraie solutions aux industriels.

Vous avez choisi de vous focaliser sur la lutte contre l’obsolescence des équipements industriels. Pourquoi ce choix ?

En tant qu’ingénieur de recherche, je travaille sur le vieillissement des matériaux, notamment en milieu nucléaire. J’ai pu constater sur le terrain qu’il y a un véritable besoin de pièces fonctionnelles pour des équipements dont on ne possède plus de pièces détachées. Au lieu de remplacer intégralement l’équipement comme c’est actuellement le cas, nous pouvons fabriquer des pièces à la demande qui remplaceront les éléments vieillissants. L’impression 3D est idéale pour cela car elle permet d’apporter la bonne fonctionnalité au bon endroit, tout en se passant d’une gestion des stocks de pièces détachées. Nous sommes persuadés que cette technologie a un rôle majeur à jouer pour lutter contre l’obsolescence des équipements industriels.

Cela a l’air simple sur le papier, mais il s’agit d’un véritable défi technique : il faut tout d’abord faire un « reverse engineering », c’est-à-dire re-designer la pièce à partir de son modèle physique, et trouver à la fois le matériau et le procédé de fabrication additive le plus adapté au besoin des industriels.

Certains industriels qui arrivent avec un problème d’obsolescence souhaitent également utiliser une autre pièce, issue d’un autre équipement arrivé en fin de vie par exemple qui a été déconstruit. Une pratique nommée Upcycling. Pour y parvenir, nous devons concevoir un élément intermédiaire, imprimé en 3D, qui permettra d’utiliser cette pièce dans un environnement nouveau.

Quelles sont les secteurs industriels intéressés par votre offre ?

Nous participons à différents pôles de compétitivité : I-Trans, dans le domaine des transports terrestres, le ferroviaire notamment, Avenia qui regroupe l’activité des industriels du sous-sol, Aerospace Valley, dans le domaine de l’aérospatial, et enfin Nuclear Valley, pour le nucléaire.


4D Pioneers maîtrise une vaste gamme de matériaux et de procédés dédiées à la fabrication additive

Quels sont les moyens à votre disposition ?

Au niveau des machines de fabrication additive, notre réseau comporte une quarantaine de machines. Nous en possédons 30 à Centrale Lille, principalement sur des technologies polymères, 6 machines céramiques avec BCRC, et 5 machines métal à l’Ensam. Cela nous donne accès un grand éventail de procédés, allant de la stéréolithographie (SLA) à la fusion métallique sur lit de poudre (SLM), en passant par le dépôt de fil fondu (FDM) et l’impression par dépôt de liant (Binder Jetting). Centrale Lille dispose également de machines multi-matériaux et des équipements de post-traitement des pièces.

Nous avons aussi à notre disposition les équipements des laboratoires pour formuler les matériaux. Nous possédons des compétences sur les polymères, les métaux, les céramiques et les composites. La capacité de mettre au point les matériaux est l’un de nos atouts pour proposer des pièces qui répondent précisément aux attentes des industriels. Selon nous, la question des matériaux de l’impression 3D est fondamentale pour démocratiser la technologie dans l’industrie en tant que moyen de production. Au sein de la start-up, nous travaillons actuellement sur des matériaux polymères ignifugeants, notamment pour l’aéronautique et le ferroviaire, ainsi que sur des matériaux avec des propriétés électriques particulières.

La précision et la répétabilité des machines semblent aussi être un frein à l’heure actuelle au développement de cette technologie dans l’industrie…

Oui, je suis d’accord avec ce constat. Les machines manquent encore de précision pour répondre pleinement aux exigences de la production industrielle. Et leur coût est très élevé. Mais, la technologie est tout de même capable à répondre à des besoins spécifiques et les technologies évoluent rapidement. Chez 4D Pioneers, nous travaillons à la mise au point d’une imprimante qui devrait être capable de réduire fortement le besoin de post-traitement des pièces. Je ne peux pas vous en dire plus pour le moment. Nous espérons pouvoir l’annoncer en fin d’année prochaine.

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