Bilan

Sept nouvelles applications spectaculaires de l’impression 3D

Les imprimantes 3D sortent des bureaux des designers et des labos pour s’appliquer dans toutes les industries et tous les matériaux. Illustrations.
  • Le studio newyorkais Nervous System imprime des robes sur mesure qui se déplie comme un origami. 

    Crédits: Steve Marsel
  • Le laboratoire de Neri Oxman au MIT est parvenu à imprimer du verre avec de nouveaux effets optiques.  

    Crédits: DR
  • La start-up zurichoise Cytosurge imprime des pièces en métal d'une précision de moins d'un micromètre. 

    Crédits: Alain Reiser
  • L'école d'architecture du MIT développe pour la Nasa des habitats imprimables en 3D sur Mars. 

    Crédits: DR
  • Pour Ikéa, les makers dannois de Space 10 ont imaginé des boulettes de viandes imprimables en 3D. 

    Crédits: DR
  • La LM3D de Local Motors est le premier véhicule commercialisé imprimé en 3D. 

    Crédits: DR
  • Organovo a imprimé les premiers organes fonctionnels: des micro foies pour la recherche pharma. 

    Crédits: DR

Longtemps la créativité de l’impression 3D est demeurée limité aux seuls clients de l’entreprise américaine Stratasys qui refusait toutes licences sur sa propriété exclusive. L’expiration de ses brevets en 2009 a conduit à une explosion d’innovations dans l’impression 3D. Au point qu’on en arrive maintenant à la volonté de passer du prototypage à la production. Cela passe d’une part par  l’élargissement des matériaux disponibles et de l’autre par la maitrise des temps de fabrication.

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«Ces deux contraintes sont ce qui guident les nouvelles applications de l’impression 3D», explique Bertier Luyt, directeur du FabShop et membre et pionnier de la Makerfaire. «Pour un certain nombre de produits, l’usinage ou le moulage demeurent les meilleures solutions à cause de leurs vitesses et de leurs bas coûts. Par contre, dès qu’il s’agit de personnaliser un produit, de produire des petites séries ou de se libérer des contraintes l’impression 3D ouvre un champ presque sans limite d’opportunités. » Illustration avec sept nouvelles  applications récentes.

Nanométaux

A Zürich, la start-up Cytorsuge est parvenue à utiliser sa technologie de nanopipette pour imprimer en 3D des structures en métal d’une précision de moins d’un micromètre. Cette technologie produit en une seule opération des pièces qu’il n’était possible d’obtenir qu’après de multiples étapes d’usinage. L’entreprise est parvenu à construire des pièces à partir d’un filament de sulfates de cuivre extrudée par sa micropipette contrôlée par un microscope à force atomique et plongée dans un solution contrôlée par une électrode pour obtenir un durcissement immédiat. Sa technologie s’applique à d’autres métaux et même potentiellement à des polymères. Selon le CEO de l’entreprise, Pascal Behr: «Il y a déjà un très gros intérêt des industriels des technologies médicales et de l’électronique».

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Verre

Une équipe du MIT emmenée par Neri Oxman  a rendu possible l’impression 3D du verre. Le niveau de transparence atteint avec cette technique qui chauffe un filament de verre à 1000 degrés Celsius pour le déposer par couches  offre de nombreuses possibilités dans le design. «Par exemple, nous pouvons contrôler la réfraction de la lumière naturelle, explique Neri Oxman. Contrairement à du verre soufflée ou pressée qui a nécessairement une surface interne uniforme, du verre imprimé peut avoir des caractéristiques complexes de surface à l’intérieur comme à l’extérieur qui peuvent agir comme autant de lunettes optiques. »

Textiles

Le studio de design newyorkais Nervous Systems est parvenu à imprimer en 3D une robe «kinétique ». «La difficulté, explique Jessica Rosenkrantz co-fondatrice du studio, était de parvenir à imprimer dans l’espace relativement petit d’une imprimante 3 D un objet assez grand. Pour y parvenir nous avons inspiré notre design des techniques de pliages des origamis. La robe est imprimée d’une pièce pliée et se déplie quand on la sort de l’imprimante. » Autre avantage, elle va parfaitement bien à celle qui la porte puisque la robe est faite sur mesure après avoir scanné le corps du modèle.

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Nourriture

En collaboration avec Ikea, le FabLab Space 10 de Copenhague réalise l’exposition Tomorow’s Meatball, une déclinaison de boulettes de viandes ou d’autres ingrédients imprimés en 3D. Pour les designers Bas Van de Poel et Kaave Pour qui ont lancé ce projet avec le chef Simon Perez, «l’impression 3D d’aliments a le potentiel de soulager la pression environnementale tout en révolutionnant la production de nourriture en convertissant des sources alternatives de protéines comme les algues ou les insectes. C’est aussi un moyen de personnaliser la nutrition. »

Automobile

Tous les constructeurs automobiles ont des projets d’impression 3D de pièces détachées. Basée dans l’Arizona, la start-up Local Motors développe, elle, des véhicules imprimables en 3D. En collaboration avec le groupe chimique saoudien SABIC et le laboratoire national d’Oakridge, elle a présenté cet automne son premier buggy la LM3D dont le design a été crowdsourcé auprès d’artistes indépendants. L’entreprise annonce les précommandes pour ce printemps à un prix de 53000 dollars avec une motorisation électrique. Airbus Ventures, le fonds d’investissement dans les start-up de l’avionneur vient d’entrer au capital de Local Motors.

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Habitat

Si l’impression 3D de maisons n’est pas tout à fait nouvelles avec des démonstrations comme celle du constructeur italien Wasp ou du chinois Zhuoda Group. Les agences spatiales européennes (ESA) et américaines (NASA) ont cependant franchi un pas de plus avec le développement d’imprimantes 3D capables de construire des bâtiments sur la lune ou mars. Dans le cadre de son programme Centennial Challenges, la NASA a ainsi créé un prix de 2,25 millions de dollars pour des projets utilisant les matériaux de base trouvés sur la planète. Cette  compétition toujours en cours a attiré 165 projets dont une trentaine d’équipes ont été présélectionnées. Le projet de l’école d’architecture du MIT a abouti au développement d’un nouveau type d’imprimante 3D qui coud les matériaux composites extrudés sur une structure en fibre de verre. L’impression 3D dans un environnement de gravité zéro et de vide est aussi développé par l’ESA qui utilise les imprimantes 3D de Madeinspace pour remplacer des pièces dans la station spatiale internationale.

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Organes

Spécialiste de l’impression 3D de tissus humains pour la recherche, l’entreprise américaine Organovo est parvenu l’an dernier a imprimé les premiers organes complets : des micro foies. Ces organes se comportent comme de vrais foies en faisant grandir un réseau de capillarités, en secrétant des protéines, en stockant des graisses et même en produisant du cholestérol.  Ils sont utilisés à l’heure actuelle pour évaluer la toxicité de médicaments. L’entreprise collabore avec l’Université de Yale à la mise l’impression de tissus de remplacement pour le foie, le cœur et les nerfs.

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Fabrice Delaye
Fabrice Delaye

JOURNALISTE

Lui écrire

Fabrice Delaye a découvert Internet le 18 juillet 1994 sur les écrans des inventeurs du Web au CERN. La NASA diffusait ce jour-là les images prises quasi en direct par Hubble de la collision de la comète Shoemaker-Levy sur la planète Jupiter…Fasciné, il suit depuis ses intuitions sur les autoroutes de l’information, les sentiers de traverse de la biologie et étend ses explorations de la microélectronique aux infrastructures géantes de l’énergie.

L’idée ? Montrer aux lecteurs de Bilan les labos qui fabriquent notre futur immédiat; éclairer les bases créatives de notre économie. Responsable de la rubrique techno de Bilan depuis 2006 après avoir été correspondant de L’Agefi aux Etats-Unis en association avec la Technology Review du MIT, Fabrice Delaye est diplômé de l’Institut d’Etudes Politiques de Paris et de l’EPFL.

Membre du jury des SwissICT Awards, du comité éditorial de la conférence Lift et expert auprès de TA-Swiss à l’Académie Suisse des Arts et des Sciences, Fabrice Delaye est l’auteur de la première biographie du président de l’EPFL, Patrick Aebischer.

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