Le principe de fabrication « couche par couche » constitue l’un des fondements de la fabrication additive. Une technique en prend pourtant le contre-pied : l’impression 3D volumétrique. Au lieu de construire un objet tranche après tranche, elle le solidifie entièrement, en une seule fois, dans une cuve de résine photosensible. Le procédé évoque davantage un hologramme qui se matérialise en trois dimensions que ce que l’on appelle habituellement une impression.
Le concept n’a véritablement pris forme qu’en 2019, lorsque des chercheurs de l’UC Berkeley et du Lawrence Livermore National Laboratory ont publié leurs travaux sur la « Computed Axial Lithography ». La technologie poursuit aujourd’hui sa maturation, la plupart des systèmes restant cantonnés aux laboratoires de recherche et aux jeunes pousses encore à leurs débuts. L’an dernier, l’entreprise d’impression 3D volumétrique PERFI Technologies a d’ailleurs remporté le prix Startup of the Year de Formnext ; notre entretien avec son équipe est à découvrir ci-dessous.
Si l’impression 3D volumétrique mérite autant d’attention, c’est en raison de sa vitesse et de sa précision. Des objets dont l’impression couche par couche demanderait plusieurs heures peuvent se polymériser en quelques secondes, sans lignes de couche visibles et pratiquement sans supports. Ces caractéristiques ouvrent de nouvelles perspectives dans la bio-impression, où une polymérisation douce préserve les cellules vivantes, mais aussi dans l’optique et la microfluidique, qui exigent une précision inférieure à l’épaisseur d’une couche, ainsi que dans le prototypage rapide.
Répartis sur plusieurs continents et principalement issus de laboratoires universitaires ou financés par des fonds publics, les six projets suivants témoignent des progrès accomplis par l’impression volumétrique au cours de l’année écoulée.
En 2026, après cinq années de recherche et développement, des scientifiques de l’université Tsinghua, à Pékin, ont présenté DISH (digital incoherent synthesis of holographic light fields) dans la revue Nature. La technique abandonne la cuve rotative habituelle : ici, c’est la lumière elle-même qui tourne. Un périscope rotatif à grande vitesse projette, à partir d’un laser de 405 nm, des motifs façonnés par holographie à une cadence pouvant atteindre 10 tours par seconde. L’objet entier se solidifie ainsi dans un bain de résine immobile.
Les résultats sont remarquables. L’équipe a produit des objets complexes à l’échelle millimétrique en 0,6 seconde, avec une résolution de 19 micromètres sur une profondeur de 1 cm et une vitesse d’impression volumique de 333 mm³/s. Comme la technique n’impose pas de faire tourner la pièce elle-même, elle fonctionne également avec des résines bien plus fluides que celles requises par les imprimantes volumétriques conventionnelles, ce qui contribue à préserver la netteté des objets.
L’équipe a testé DISH avec un large éventail de matériaux et d’applications, des composants techniques et dispositifs photoniques aux échafaudages de bio-impression en GelMA. À mesure qu’elle gagnera en maturité, la technique pourrait donc répondre aussi bien à des cas d’usage industriels que biomédicaux.
Crédits image : université Tsinghua
La vitesse, l’impression volumétrique la maîtrise déjà. La prévisibilité reste, en revanche, plus difficile à garantir. Mené de janvier 2026 à décembre 2030, le projet MTV (Modélisation multiphysique des procédés de fabrication additive volumétrique tomographique pour prédire les propriétés des produits) réunit le Materials Innovation Institute (M2i), l’Eindhoven University of Technology et l’entreprise d’imagerie Motion Imager afin de traiter cet enjeu.
Soutenue à hauteur d’un peu plus de 1 million d’euros dans le cadre du dispositif néerlandais PPS-I Strategic Programmes, l’équipe développe des modèles numériques et des outils logiciels capables de prédire le résultat réel d’une impression avant même sa fabrication. Ils tiennent notamment compte de l’incidence des variations du matériau sur la résolution, les propriétés mécaniques et la précision. L’objectif consiste à remplacer l’actuelle démarche d’essais et d’erreurs par un procédé fiable et reproductible. Les partenaires prévoient de démontrer les avancées du projet au moyen de cas d’usage industriels.
Crédits image : TU Eindhoven
Publiée le 21 mai 2026 dans Light: Science & Applications, la dernière avancée du Laboratory of Applied Photonic Devices (LAPD) de l’EPFL, à Lausanne, s’attaque à l’une des contraintes majeures de la bio-impression volumétrique : les cellules vivantes ne peuvent être exposées que brièvement à la lumière avant de subir des dommages.
Pour y remédier, l’équipe a choisi de moduler la phase de la lumière laser plutôt que son intensité. Cette approche holographique offre la même précision de mise en forme tout en utilisant une puissance optique 70 fois inférieure à celle des techniques précédentes. Avec une simple diode laser de 150 mW, les chercheurs ont solidifié des objets millimétriques en quelques secondes et des objets centimétriques en quelques minutes. Leurs travaux ont abouti à une structure de 64 mm³ : une oreille humaine grandeur nature, composée d’une résine à base de gélatine et intégrant des cellules humaines vivantes. Six jours plus tard, non seulement les cellules avaient survécu, mais elles avaient commencé à former des réseaux organisés.
Cette avancée ouvre la voie à des implants bio-imprimés destinés à la médecine reconstructive. Les prochains travaux viseront à améliorer la fidélité des projections, à éprouver les limites de la technique avec des populations cellulaires plus denses et, à terme, à imprimer directement sur des tissus ou des objets existants.
Crédits photo : EPFL
Mené d’avril 2025 à mars 2029, SONOCRAFT est un projet Horizon Europe coordonné par l’Universitat de Barcelona et soutenu à hauteur de près de 3 millions d’euros par le programme EIC Pathfinder Open. Il rassemble sept établissements partenaires en Espagne, en Suède, en Allemagne, au Portugal et en Suisse, parmi lesquels l’ETH Zurich et l’University of Bern. Leur ambition est de relever l’un des défis les plus complexes de l’ingénierie tissulaire : fabriquer un tissu cardiaque qui se comporte comme tel.
L’originalité du projet tient à l’association de l’impression volumétrique et de la manipulation ultrasonore de particules. Des ondes ultrasonores positionnent et alignent précisément les cellules cardiaques tandis que le procédé volumétrique construit la structure environnante. Cette combinaison rend possible la fabrication de structures cardiaques centimétriques intégrant un réseau vasculaire artificiel pour l’acheminement de l’oxygène et des nutriments, avec un niveau de fidélité structurelle difficile à atteindre par les techniques conventionnelles de bio-impression. Grâce à cette approche, le projet entend transformer l’ingénierie tissulaire, les essais de médicaments et la médecine régénérative appliquée aux maladies cardiaques.
La bio-impression conventionnelle conserve un angle mort structurel : elle sait positionner les cellules, mais peine à contrôler leur orientation au cours de l’impression. Or, ce paramètre est déterminant pour les tissus dont le fonctionnement dépend de leur architecture, à l’image du muscle. Depuis 2023, un projet Sinergia financé par la Swiss National Science Foundation s’attaque précisément à ce problème avec bioxolography, une technique d’impression volumétrique haute résolution fondée sur la lumière et conçue pour permettre aux chercheurs de maîtriser l’orientation cellulaire pendant l’impression elle-même.
Piloté par le Soft Robotics Lab de l’ETH Zurich, le consortium associe également la Humboldt University Berlin, le Biozentrum de l’University of Basel, le Regenerative Medicine Technologies Lab de Bellinzona et la spin-off d’impression volumétrique xolo, partenaire du projet. Le projet cible le muscle squelettique : il s’agit de concevoir des modèles tissulaires 3D reproduisant l’hétérogénéité cellulaire, l’architecture et les performances d’un muscle natif. Les travaux couvrent la photochimie, la physiologie musculaire, l’ingénierie tissulaire et la robotique souple, tandis que l’apprentissage automatique guide la chaîne de bio-impression.
Au-delà des thérapies régénératives et du criblage de médicaments, les actionneurs musculaires fonctionnels obtenus par cette méthode pourraient trouver des applications dans la robotique biohybride, voire dans la production de viande cultivée. Cette convergence figure ainsi parmi les pistes les plus singulières des prochaines étapes de l’impression volumétrique.
Les chercheurs travaillent au développement d’une chaîne de bio-impression fondée sur l’apprentissage automatique afin de produire des actionneurs musculaires contrôlables et contractiles. (Crédits image : Hecht, Rüegg, Moretti et Katzschmann).
Jusqu’à présent, l’impression volumétrique est principalement restée confinée aux laboratoires universitaires et aux programmes de recherche bénéficiant de financements importants. Elle demeure donc hors de portée de ceux qui n’ont ni accès institutionnel à une machine sur mesure, ni les connaissances en chimie nécessaires pour formuler leur propre résine. Lancé en 2025, le projet open source OpenCAL cherche à réduire cet écart pour la Computed Axial Lithography (CAL).
Grâce aux contributions de plus de 40 personnes, le projet a lancé en préversion OpenCAL V2,0 en juin 2026. Il a publié un guide complet couvrant la construction, l’installation et le fonctionnement de l’imprimante, tandis que les fichiers sont hébergés sur Printables dans le cadre d’une collaboration avec Prusa, laquelle prévoit également un concours de conception. Autre point important, OpenCAL s’est associé à Formlabs pour fabriquer une résine photopolymère prête à l’emploi et formulée pour la CAL, distribuée par MatterHackers. Ce partenariat sur le matériau lève l’un des principaux obstacles à l’adoption de la technologie : sans cette solution, les constructeurs devraient préparer eux-mêmes leur formulation chimique.
L’équipe reconnaît sans détour que le projet n’en est qu’à ses débuts : la construction de la machine s’apparente davantage aux premières années de l’impression 3D de bureau qu’à sa maturité actuelle, et de nombreux échecs d’impression sont encore à prévoir. Toutefois, avec une documentation complète, un code source disponible sur GitHub et une communauté Discord active qui oriente les développements en cours, OpenCAL fait le pari qu’une démarche ouverte et communautaire peut jouer pour l’impression volumétrique le rôle autrefois tenu par RepRap pour le FDM.
Le système OpenCal V2 pendant une impression. (Crédits photo : OpenCal)
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*Image de couverture : modèles imprimés en 3D dans le cadre du projet DISH de l’université Tsinghua. (Crédits photo : université Tsinghua.)
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