Impression 3D : des avantages écologiques inattendus

Depuis 2018, l’Université du Dane­mark du Sud car­to­gra­phie l’utilisation de l’impression 3D par les entre­prises de pro­duc­tion danoises, en col­la­bo­ra­tion avec le Danish Addi­tive Manu­fac­tu­ring Hub. Leur der­nier rap­port de 2022¹, fon­dé sur des entre­tiens et des don­nées d’enquête de l’automne 2021, ana­lyse le lien entre l’utilisation de la tech­no­lo­gie d’impression 3D et l’approche des entre­prises en matière de dura­bi­li­té éco­lo­gique. Tous les sites de pro­duc­tion des entre­prises d’industrie manu­fac­tu­rière comp­tant plus de 10 employés ont été invi­tés à participer.

Dans l’ensemble, les entre­prises danoises ont géné­ra­le­ment décla­ré qu’elles accor­daient une grande impor­tance à la dura­bi­li­té éco­lo­gique. Comme il existe de mul­tiples sources de dura­bi­li­té et de moyens de l’améliorer, une enquête plus détaillée met en évi­dence cer­taines ten­dances inté­res­santes. Tout d’abord, la dura­bi­li­té a géné­ra­le­ment été asso­ciée à la réduc­tion de la consom­ma­tion d’eau et d’énergie dans les entre­prises indus­trielles, mais on assiste éga­le­ment à un nou­vel inté­rêt mar­qué pour la réduc­tion des déchets maté­riels au cours de la pro­duc­tion — un peu plus de la moi­tié des entre­prises se concentrent sur l’optimisation de la manière dont elles uti­lisent leurs produits. 

Cepen­dant, une atten­tion beau­coup moins grande est accor­dée à l’amélioration de l’économie cir­cu­laire des pro­duits. Ain­si, près de la moi­tié des entre­prises ont décla­ré ne pas ou très peu se concen­trer sur la pro­lon­ga­tion de la durée de vie de leurs pro­duits en pro­po­sant des pièces de rechange, des ser­vices de répa­ra­tion ou la « reprise » des pro­duits en fin de vie. En outre, de nom­breuses entre­prises ne se concentrent pas, ou très peu, sur l’optimisation de la durée de vie des pro­duits et sur le recy­clage en général.

En 2018 et 2019, un quart des entre­prises manu­fac­tu­rières danoises ont décla­ré uti­li­ser la tech­no­lo­gie d’impression 3D, tan­dis que cette part était pas­sée à un tiers en 2021. L’impression 3D est prin­ci­pa­le­ment uti­li­sée pour les tâches de déve­lop­pe­ment de pro­duits. Elle faci­lite à la fois la concep­tion de nou­veaux pro­duits et accé­lère le pro­ces­sus, car le site peut impri­mer et tes­ter des pro­to­types selon les besoins. Par­mi ces entre­prises, 80 % déclarent pos­sé­der ou louer l’équipement — ce qui signi­fie qu’il est phy­si­que­ment pré­sent au sein de l’entreprise. Les 20 % res­tants achètent des ser­vices d’impression 3D à des sous-trai­tants. Par exemple, Boeing dis­pose désor­mais d’une divi­sion char­gée de l’impression 3D de pièces indus­trielles pour les sous-marins, les héli­co­ptères et les avions.

Les entre­prises décrivent la tran­si­tion d’un pro­ces­sus lent vers un pro­ces­sus plus rapide. Aupa­ra­vant, elles devaient envoyer des spé­ci­fi­ca­tions à des sous-trai­tants basés à l’étranger et attendre plu­sieurs semaines pour rece­voir les pro­to­types, pro­cé­dé qui pou­vait deman­der plu­sieurs aller-retours. Avec la tech­no­lo­gie d’impression 3D, les entre­prises peuvent pas­ser de l’idée au pro­duit beau­coup plus rapi­de­ment, avec moins d’émissions de CO₂ dues à la logis­tique, et moins de déchets.

Par­mi celles-ci, une entre­prise locale, Jyd­sk Emblem Fabrik, pro­duit des médailles et des emblèmes pour toute une série de clients pri­vés et publics, dont l’armée danoise. Au cours des dix der­nières années, l’entreprise a tra­vaillé stra­té­gi­que­ment pour rapa­trier sa pro­duc­tion au Dane­mark afin de réduire les coûts et le temps consa­cré à la logis­tique, tout en per­met­tant à l’entreprise d’assurer une qua­li­té et une flexi­bi­li­té éle­vées, tout en main­te­nant un délai court entre la concep­tion et la pro­duc­tion. La tech­no­lo­gie d’impression 3D a per­mis ce pro­ces­sus, et faci­lite à la fois une pro­duc­tion plus res­pec­tueuse de l’environnement et une réduc­tion des émis­sions de CO₂ dues à la logis­tique. Par­mi les autres exemples, citons Jør­gen­sen Engi­nee­ring, un inté­gra­teur en robo­tique, qui applique de plus en plus l’impression 3D. L’entreprise a uti­li­sé l’impression 3D pour la pre­mière fois en 2016, elle pos­sède désor­mais la tech­no­lo­gie FDM et l’utilise pour tes­ter et impri­mer des pro­to­types, tan­dis qu’elle fait appel à des sous-trai­tants pour l’impression 3D des équi­pe­ments de production.

Les entre­prises qui uti­lisent les tech­no­lo­gies d’impression 3D déclarent s’engager dans des ini­tia­tives visant à accroître la dura­bi­li­té de leurs acti­vi­tés plus sou­vent que les entre­prises qui n’utilisent pas l’impression 3D. En par­ti­cu­lier, elles se concentrent plus sou­vent sur les aspects liés à l’économie cir­cu­laire. C’est sur­pre­nant, étant don­né que la plu­part des entre­prises déclarent qu’elles n’ont pas ini­tia­le­ment adop­té la tech­no­lo­gie d’impression 3D dans l’intention d’accroître la dura­bi­li­té de leurs acti­vi­tés. Et, bien qu’il y ait un large consen­sus sur le fait que l’impression 3D n’est pas une « tech­no­lo­gie durable », les entre­prises rap­portent des effets inat­ten­dus sur la dura­bi­li­té en rela­tion avec leur mise en œuvre de la technologie.

Il y a plu­sieurs rai­sons à cela. Tout d’abord, l’impression 3D peut amé­lio­rer l’utilisation des maté­riaux par les entre­prises et réduire les déchets. La réduc­tion des déchets peut être obte­nue direc­te­ment par l’utilisation de moins de maté­riaux, car l’impression 3D est une tech­no­lo­gie addi­tive couche par couche qui per­met de créer des concep­tions entiè­re­ment nou­velles en uti­li­sant moins de maté­riaux. Deuxiè­me­ment, l’impression 3D peut réduire les émis­sions de CO₂ liées à la logis­tique, car les entre­prises évitent les pro­ces­sus fas­ti­dieux liés à la fabri­ca­tion de pro­to­types et d’outils de pro­duc­tion dans des zones géo­gra­phiques à faible coût, ou le trans­port de pièces déta­chées vers des sites éloi­gnés. Troi­siè­me­ment, l’impression 3D peut sou­te­nir les efforts des entre­prises pour mini­mi­ser leur impact néga­tif sur l’environnement grâce à des voies éco­no­miques plus cir­cu­laires où la durée de vie des pro­duits est pro­lon­gée par des ser­vices, des pièces de rechange, des exten­sions et des mises à niveau ; et où les pro­duits sont conçus pour être démon­tés et recy­clés en fin de vie. Dans un ave­nir pas trop loin­tain, de nom­breuses entre­prises espèrent pou­voir réuti­li­ser les maté­riaux des pro­duits en fin de vie pour créer de nou­veaux com­po­sants, voire des pro­duits entiers.

Si l’on com­pare les moti­va­tions qui ont pous­sé les entre­prises à adop­ter l’impression 3D (c’est-à-dire ce qu’elles espé­raient en reti­rer) avec les effets que l’impression 3D a sur leur acti­vi­té, les entre­prises constatent que les effets sur le déve­lop­pe­ment durable sont plus impor­tants que ce qu’elles avaient pré­vu avant d’adopter la tech­no­lo­gie d’impression 3D. Après avoir iden­ti­fié les sources pos­sibles, nous avons com­pa­ré dans le rap­port les motifs ini­tiaux avec les effets obte­nus afin d’identifier les avan­tages poten­tiels à sai­sir. Ce que nous avons remar­qué, c’est que les effets sur la dura­bi­li­té peuvent être plus impor­tants que pré­vu. 10—15 % des entre­prises ont des effets posi­tifs sur la dura­bi­li­té en ce qui concerne le déve­lop­pe­ment de pro­duits plus faciles à recy­cler, la réduc­tion du nombre de com­po­sants dans le pro­duit final et la réduc­tion de la consom­ma­tion de maté­riaux et des déchets. Cela peut être consi­dé­ré comme une ouver­ture pour une uti­li­sa­tion future accrue de la technologie.

Les prin­ci­pales conclu­sions de l’étude sont qu’une part crois­sante des entre­prises qui mettent en œuvre l’impression 3D non seule­ment faci­litent et accé­lèrent l’innovation, mais par­viennent éga­le­ment à déve­lop­per des pro­duits et des formes de pro­duc­tion plus durables sur le plan envi­ron­ne­men­tal. Bien que l’impression 3D ne soit pas en soi une tech­no­lo­gie durable, elle peut pro­mou­voir des pro­ces­sus com­mer­ciaux durables. L’amélioration de la dura­bi­li­té peut être à la fois le résul­tat d’une stra­té­gie consciente et un effet secon­daire de la mise en œuvre de nou­velles tech­no­lo­gies telles que l’impression 3D. Il est impor­tant que les entre­prises prennent conscience de la manière dont l’impression 3D peut contri­buer à leur dura­bi­li­té éco­lo­gique, qu’elles mettent en œuvre l’impression 3D pour réduire les coûts, accé­lé­rer l’innovation ou pour amé­lio­rer la dura­bi­li­té de leur activité.

James Bowers