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Fabrication additive et durabilité : un enjeu stratégique pour les acteurs du marché

Publié le 29 novembre 2021 par Mélanie W.
Fabrication additive et durabilité

Au cours du Formnext 2021, le salon international dédié à la fabrication additive, nous avons vu de nouvelles machines optimisées, des matériaux innovants, des logiciels et des solutions et applications de post-traitement. Ces dernières années, il est devenu de plus en plus clair pour de nombreux fabricants, mais surtout pour les utilisateurs, que les technologies 3D auront un impact considérable sur nos industries. L’accent est désormais mis sur l’optimisation des produits et de la chaîne d’approvisionnement en fabrication additive. Alors que l’objectif de créer des machines plus efficaces pour la production en série et d’automatiser les processus de production se dessine plus nettement, la durabilité – ou sustainability en anglais – devient également un axe principal du développement de la fabrication additive. Mais quelles exigences spécifiques le marché impose-t-il aux entreprises ? Et comment font-elles face aux défis actuels et futurs ? Lors du salon Formnext, nous avons pu nous entretenir avec certains exposants à ce sujet et en savoir plus sur leurs aspirations.

En tant que processus en soi, la fabrication additive représente déjà un moyen de production plus durable. L’impression 3D élimine en effet l’utilisation de matériaux excédentaires et donc les déchets inutiles pratiquement dès le départ. La possibilité d’utiliser la conception générative joue également un rôle important en termes d’optimisation des pièces et constitue l’un des principaux avantages de l’impression 3D par rapport aux méthodes de fabrication traditionnelles. En outre, une imprimante 3D permet la fabrication à la demande. Cela permet non seulement de gagner du temps, mais aussi de supprimer les flux de transport et les zones de stockage, ce qui réduit l’empreinte carbone. Les technologies 3D appellent à la relocalisation de la production.

Grâce à la conception générative, les composants peuvent être optimisés et les matériaux utilisés efficacement (crédits photo : NuVasive)

Mais l’impression 3D elle-même a bien sûr aussi un impact sur l’environnement. L’Agence fédérale allemande pour l’environnement a publié un rapport pour évaluer l’impact environnemental de l’impression 3D, dans lequel les effets directs et indirects sont examinés. Le rapport souligne en particulier les besoins énergétiques élevés ainsi que les polluants intérieurs produits. L’extraction de matières premières pour les besoins en matériaux a également un impact sur l’environnement. L’Agence fédérale de l’environnement voit toutefois un potentiel dans la mise en œuvre de nouveaux concepts de recyclage. Les pièces imprimées pourraient, par exemple, être recyclées en aval sous forme de filament.

AMGTA vise à sensibiliser aux avantages de la fabrication additive en matière de durabilité

En 2019, la création de l’organisation à but non lucratif AMGTA (Additive Manufacturing Green Trade Association) a montré que les principaux acteurs de la fabrication additive souhaitaient se positionner sur la question de la durabilité. L’ONG vise à sensibiliser les industriels ainsi que le public à l’impression 3D en tant qu’alternative durable aux méthodes de fabrication conventionnelles. L’AMGTA compte actuellement parmi ses membres 35 entreprises de 11 pays, avec Stratasys et ExOne parmi ses membres fondateurs. À Formnext, les membres de l’AMGTA se sont exprimés lors de conférences dédiées sur les aspirations futures du secteur, expliquant ce qui compte le plus pour le moment. Les messages clés sont les suivants : si la fabrication additive veut s’imposer comme une méthode de fabrication durable, les promesses ne suffisent pas. L’ensemble du secteur doit désormais laisser les chiffres parler d’eux-mêmes. Il convient donc d’accorder une attention particulière à l’analyse du cycle de vie (ACV). Les points faibles ne peuvent être identifiés que si les impacts environnementaux tout au long de la chaîne de valeur de la fabrication additive sont pris en compte. La collecte de ces données est nécessaire pour rendre la fabrication additive comparable aux autres procédés (traditionnels) en termes de durabilité. Lorsqu’on disposera d’une image écologique globale, il sera possible d’équilibrer réellement les besoins en matière de durabilité. Aujourd’hui, de nombreuses études comparent des aspects importants tels que la consommation d’énergie et de matériaux, mais négligent le fait que certaines émissions de CO2, qui sont causées par de longs flux de transport, par exemple, ne se produisent même pas lorsque l’impression 3D est utilisée.

Les membres actuels de l’AMGTA

Sherry Handel, directrice exécutive de l’AMGTA, a noté : « Notre mission entre dans sa troisième année et nous avons maintenant une base solide sur laquelle nous pouvons nous appuyer. En 2023 et au-delà, nous prévoyons de continuer à investir dans des projets de recherche stratégiquement rigoureux sur la durabilité dans la fabrication additive et de travailler avec les membres pour faire de l’AMGTA un élément clé du secteur en se faisant le champion de la durabilité dans l’industrie de la fabrication additive. »

La durabilité au coeur du Formnext

À Formnext, nous avons également remarqué que de nombreux exposants se concentraient sur la durabilité, un point qui sautait aux yeux sur quelques stands des exposants. Par exemple, avec le mur vert chez Stratasys, la nouvelle identité de marque d’Arkema ou des déclarations ciblées sur des bannières et des brochures. Lorsque nous avons interrogé les exposants, nous avons également constaté qu’en plus de leurs propres efforts, ils collaborent de plus en plus avec d’autres entreprises du secteur pour réduire l’impact environnemental de la technologie tout au long de la chaîne de valeur.

Sur le stand de Fraunhofer, le message autour de la durabilité était clairement affiché (crédits photo : 3Dnatives)

Cela inclut, par exemple, le développement de matériaux innovants présentant un taux de recyclabilité plus élevé, la compatibilité de ceux-ci avec les équipements des fabricants, l’optimisation des équipements en termes de consommation d’énergie et la création des infrastructures nécessaires à un meilleur recyclage. Toutefois, les entreprises soulignent que la fabrication additive en tant qu’industrie est confrontée à un échec global potentiel dans ce domaine. En effet, il n’existe pas d’infrastructure appropriée au niveau mondial pour permettre aux entreprises d’agir de manière plus durable. Nous concluons donc que la volonté d’améliorer l’éco-bilan de la part des fabricants existe. Il s’agit maintenant d’unir ces forces pour prouver que la fabrication additive a également une longueur d’avance sur les autres procédés en termes de durabilité.

Ce qu’en disent les acteurs de la fabrication additive

« Cette année, nous avons lancé une nouvelle ligne de production pour le polyamide 12, ainsi que pour la poudre PA12. Sur cette ligne de production, nous avons essayé dès le début de rendre l’ensemble de la production plus efficace. Cela inclut une consommation d’eau plus faible, une consommation d’énergie plus efficace et une utilisation moindre de matières premières pour un rendement identique, voire meilleur. Cette révision de la ligne de production nous a permis de réduire notre empreinte carbone annuelle de 15 000 tonnes. » Janusz Berger, responsable de la communication commerciale chez Evonik.

« Chez EOS, nous avons développé une stratégie holistique pour une production responsable en termes de durabilité. Celle-ci se concentre sur la réduction des émissions de CO2, l’élimination des déchets dans la production en fabrication additive, et des produits et services respectueux de l’environnement. Notre principal objectif aujourd’hui est de créer de la transparence. Pour cela, il faut collecter des données afin de déterminer où sont les points faibles et où sont les points forts dans le cycle de vie de l’impression 3D. » Björn Hannappel, responsable du développement durable chez EOS.

« L’analyse des composants dans le cadre de l’ACV revêt une importance croissante pour nous. Nous nous y consacrons également dans le cadre du projet Clean Sky de l’UE. Nous essayons d’aborder la question de l’énergie par le biais de nouveaux matériaux et de nouveaux processus, ce qui inclut par exemple l’étude de l’hydrogène en tant que ressource dans la fabrication, ainsi que la recherche de géométries et de matériaux compatibles. » Andreas Vogelpoth Fraunhofer ILT.

« Nous avons besoin de chiffres, car nous ne voulons pas nous contenter de faire du greenwashing. Mais surtout, nous devons agir maintenant. » Rosa Coblens, VP Sustainability Public Relations & Global Internal Communications chez Stratasys.

« De plus en plus d’employés réfléchissent à la question de la durabilité. Lors des entretiens d’embauche, certains candidats me demandent quelle est la politique et la stratégie de notre entreprise à ce sujet. » Eric Bono, VP Sales & Development chez 6K Additive.

« Nous sommes extrêmement préoccupés par l’économie circulaire. En d’autres termes, que pouvons-nous faire pour faciliter la séparation des plastiques et les recycler plus facilement et plus efficacement par la suite ? D’une manière générale, cependant, l’impression 3D exerce une influence majeure sur les stratégies de durabilité des entreprises de fabrication. Il s’agit notamment de se concentrer sur les pièces légères, d’économiser des matériaux et de raccourcir les circuits logistiques. Dans tous ces domaines, l’impression 3D crée une valeur ajoutée significative. » Sascha Petereit, Sales Manager AM chez ARBURG.

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