L’impression 3D est-elle une méthode de fabrication plus verte?

L’Université Yale publie régulièrement son Journal Of Industrial Ecology et son dernier numéro analyse l’impact environnemental de l’impression 3D. En collaboration avec des chercheurs du MIT et de l’Université de Nottingham, ils ont voulu aller plus loins dans les études déjà réalisées et combler les lacunes existantes, les précédentes analyses se concentrant trop sur l’énergie utilisée pendant la production. Leur conclusion est claire, il faut modérer l’enthousiasme suscité par l’impression 3D en ce qui concerne son impact environnement “spectaculaire” et bien prendre en compte l’ensemble des composantes de la fabrication additive, de l’utilisation des matières premières à la gestion des déchets.

Quand on parle d’impression 3D, il existe quelques initiatives respectueuses de l’environnement, qui cherchent à accélérer le recyclage des déchets plastiques pour leur donner de la valeur ou bien à préserver les fonds marins. Les exemples sont nombreux et traduisent bien la volonté aujourd’hui de réduire l’impact environnemental. Le professeur Tim Gutowski qui enseigne l’ingénierie mécanique au MIT explique toutefois que “L’analyse quantitative de la performance environnementale de l’impression 3D est limitée. Une grande partie de cette étude se concentre uniquement sur l’énergie utilisée pendant la production, plutôt que sur les impacts de la production de matières premières, de l’utilisation du produit lui-même ou de la gestion des déchets.” C’est donc pour palier ce manque que Yale, MIT et l’Université de Nottingham ont mené une étude plus poussée.

L’impression 3D, une technologie verte?

Selon le professeur Gutowski, il existerait aujourd’hui deux éléments clés qui ont conféré à l’impression 3D cette qualité de technologie verte. Tout d’abord, elle permettrait de réduire les déchets : à l’inverse de la fabrication soustractive, l’impression 3D n’utilise que la matière dont elle a besoin en venant l’ajouter couche par couche. On a beaucoup moins de pertes et donc de gâchis. De plus, elle est aujourd’hui capable de réutiliser des déchets plastiques, les transformer en filaments d’impression et de créer de nouveaux produits – la gamme OWA du français Kimya en est un parfait exemple.

Le deuxième point clé concerne l’accessibilité des technologies 3D : les fabricants sont désormais capables de produire directement en interne, sur site, réduisant alors les échanges et le besoin en transport.

Le professeur Gutowski affirme qu’il faut nuancer ces affirmations – il est souvent dit trop rapidement que la fabrication additive est sans risque pour l’environnement. Il pense tout d’abord aux supports d’impression 3D qui peuvent parfois être importants : “Ces supports ne peuvent pas toujours être retraités et il est également important de déterminer si les plastiques, les métaux ou les matériaux mélangés utilisés dans les pièces imprimées en 3D peuvent être recyclés.”

La revue publiée par Yale suggère également que l’impression 3D à la demande et le prototypage rapide peuvent potentiellement conduire à une augmentation du nombre de produits de consommation jetables. Un point qui ne va pas forcément dans le sens d’un impact environnemental plus sain, même si on voit des filaments à base de chanvre ou du PLA biodégradable se développer de plus en plus.

Environnement et impression 3D : les émissions de COV

Les chercheurs se sont également penchés sur l’émission de composés organiques volatils (COV) liée à l’impression 3D qui peuvent être dangereux dans des espaces de travail fermés, ce qui est souvent le cas quand on utilise une imprimante 3D de bureau. Même si la plupart des fabricants luttent contre cet aspect, certaines machines libèrent des nanoparticules toxiques; les chercheurs estiment toutefois qu’il est facile de prendre les précautions nécessaires. On pense à la solution Zimpure développée par le français Zimple qui vient réduire ces émissions et offre une impression plus saine.

En conclusion de la recherche, le professeur Gutowski réitère les capacités innovantes de l’impression 3D, réaffirmant que c’est une méthode qui libère la créativité et offre plus de performances à l’industrie. Il reste toutefois certains inconvénients indirects pour l’environnement qui sont également liés à l’utilisation de procédés soustractifs comme l’usinage CNC parfois requis dans le processus de fabrication. Le professeur est en effet convaincu que la fabrication additive est un outil supplémentaire aux méthodes traditionnelles, pas un substitut.

Il conclut : “Bien que certaines applications d’impression 3D puissent ne pas être souhaitables pour l’environnement, il existe de nombreuses possibilités d’amélioration qui n’ont pas encore été recherchées. La première étape consiste à approfondir les recherches sur l’impact environnemental de la production de matériaux utilisés dans l’impression 3D, sur la manière dont les produits 3D sont utilisés et sur les déchets qu’ils génèrent.” Retrouvez l’ensemble de l’étude ICI.

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