Lisa Harouni : une introduction à l'impression 3D.

2012 sera peut-être l'année de l'impression 3D, lorsque cette technologie vieille de 30 ans deviendra enfin accessible, et même courante. Lisa Harouni nous donne une explication utile sur cette fascinante manière de fabriquer des objets, y compris des objets complexes impossibles à fabriquer jusque-là.

C'est effectivement une réalité aujourd'hui

que l'on peut télécharger des objets sur le Web -

je devrais dire des données d'objets sur le Web -

peut-être les ajuster et les personnaliser

selon ses propres préférences ou ses propres goûts,

et envoyer ces informations

à une machine de bureau

qui va vous le fabriquer sur le champ.

On peut effectivement vous fabriquer,

très rapidement,

un objet réel.

Nous pouvons faire cela

grâce à une nouvelle technologie,

appelée fabrication additive,

ou impression 3D.

Voici une imprimante 3D.

Elles existent maintenant

depuis près de 30 ans,

ce qui est assez incroyable quand on y pense,

mais elles commencent seulement aujourd'hui

à gagner le domaine public.

En général, on part des données,

comme ici, les données d'un stylo,

qui sont la représentation géométrique de l'objet en 3D,

et on introduit ces données, avec des matériaux,

dans une machine.

Un processus se produit dans la machine,

au cours duquel l'objet est construit couche par couche.

On peut alors sortir l'objet réel,

prêt à l'emploi,

ou pour être assemblé à un autre, par exemple.

Mais si ces machines existent depuis près de 30 ans,

pourquoi n'en avons nous pas entendu parler ?

C'est parce qu'en général elles étaient trop inefficaces,

inaccessibles,

elles n'étaient pas assez rapides,

et elles étaient assez chères.

Mais aujourd'hui,

cela devient une réalité :

elles marchent de mieux en mieux.

Beaucoup d'obstacles sont levés.

Cela signifie que vous autres

allez bientôt pouvoir accéder à l'une de ces machines,

même si ce n'est pas dès aujourd'hui.

Cela va modifier et bouleverser

le paysage industriel,

et très certainement nos vies, nos activités,

et la vie de nos enfants.

Alors, comment marche cette machine ?

En général, elle lit des données de CAO,

qui sont des données de conception d'objet

créées sur des logiciels professionnels de conception d'objets.

Ici vous pouvez voir un ingénieur,

c'est peut-être un architecte, ou un concepteur d'objets professionnel,

qui crée un objet en 3D.

Ces données sont envoyées à une machine

qui les découpe

en représentations bidimensionnelles de l'objet,

d'un bout à l'autre ;

un peu comme découper un salami en tranches.

La machine prends ces données couche par couche,

en partant de la base de l'objet,

et dépose le matériau, une couche après l'autre,

en soudant la nouvelle couche de matériau à l'ancienne,

d'une façon additive.

Le matériau est déposé au départ

soit sous forme liquide,

ou sous forme de poudre.

L'opération de fusion peut alors s'effectuer

soit en le faisant fondre avant de le déposer, soit en le déposant puis en le faisant fondre.

Ici, on peut voir un tour laser développé par EOS.

Il utilise effectivement un laser

pour souder la nouvelle couche de matériau à l'ancienne.

Et à force -

assez vite, en fait, en quelques heures -

on peut construire un objet réel,

qui sort de la machine prêt à l'emploi.

C'est un concept assez extraordinaire,

mais c'est aujourd'hui une réalité.

Tous les objets que vous voyez à l'écran

ont été fabriqués de cette façon.

Ils ont tous été imprimés en 3D.

Comme vous pouvez le voir,

cela va de chaussures,

d'anneaux faits à partir d'acier inoxydable,

d'étuis à téléphone en plastique,

jusqu'à des implants spinaux, par exemple,

qui ont été fabriqués avec du titane de qualité médicale,

ou jusqu'à des pièces de moteur.

Mais ce que vous pouvez remarquer dans tous ces objets,

c'est qu'ils sont très, très complexes.

La forme en est assez extraordinaire.

Puisque nous partons de ces données en format 3D,

et que nous les découpons en tranches avant de les envoyer à la machine,

nous pouvons effectivement créer des structures

qui sont plus complexes

qu'avec aucune autre technologie de fabrication -

ou, en fait, impossibles à réaliser d'aucune autre façon.

On peut faire des pièces avec des parties mobiles,

des articulations, des pièces incluses dans d'autres.

Dans certains cas, on peut complètement éliminer

la nécessité du travail manuel.

Ça a l'air formidable.

C'est formidable.

On peut aujourd'hui avoir des imprimantes 3D

qui construisent des structures comme celles-ci.

Elle fait presque trois mètres de haut.

Elle a été construite

en déposant couche après couche de grès synthétique

d'une épaisseur de 5 à 10 millimètres -

en la faisant pousser lentement.

Elle a été créée par un cabinet d'architecture appelé Shiro.

On peut effectivement entrer dedans.

A l'autre bout du spectre,

voici une microstructure.

On la fabrique en déposant des couches

d'environ 4 microns.

La résolution est donc vraiment incroyable.

Les détails que l'on peut obtenir aujourd'hui

sont assez stupéfiants.

Mais qui les utilise ?

Parce qu'on peut créer des objets très rapidement,

ce sont des designers qui les utilisent,

ou toute personne qui veut fabriquer un prototype,

et très rapidement créer ou refaire la conception d'un objet.

Et en fait, ce qui est assez incroyable avec cette technologie,

c'est que l'on peut fabriquer des objets sur mesure en quantités industrielles.

Il n'y a que très peu d'économie d'échelle.

On peut maintenant fabriquer très facilement des exemplaires uniques.

Les architectes, par exemple,

veulent créer des prototypes de bâtiments.

Vous pouvez le voir ici,

ceci est l'un des bâtiments de l'Université Libre de Berlin,

il a été conçu par Foster et Associés.

Là non plus, il ne pouvait être construit d'aucune autre façon.

Et même très difficile à réaliser à la main.

Voici maintenant une pièce de moteur.

Elle a été développée par une société appelée Within Technologies

et 3T RPD.

Sa structure interne

est très, très complexe.

L'impression 3D

peut permettre de franchir des obstacles dans le domaine du design,

ce qui remet en cause les contraintes

de la production de masse.

Si on effectue une coupe de cet objet qui se trouve là,

on peut voir qu'un certain nombre de conduits de refroidissement le traversent,

ce qui signifie que c'est un objet plus efficace.

On ne peut pas fabriquer cet objet avec les techniques de fabrication standard,

même si on essaie de le faire à la main.

Il est plus efficace

car on peut maintenant créer toutes ces cavités à l'intérieur de l'objet

qui refroidissent les fluides.

Il est utilisé dans l'industrie aérospatiale

et automobile.

Il est plus léger,

et génère moins de déchets.

Ainsi, ses performances générales et son efficacité

sont supérieures à celles d'objets produits en masse.

On peut partir de ce principe

de structure très détaillée,

l'appliquer à des structures en nid d'abeilles,

et les utiliser dans des implants.

En général, les implants

s'intègrent mieux au corps

s'ils sont plus poreux,

parce qu'alors nos tissus les colonisent.

Il y a moins de risque de rejet.

Mais il est très difficile de le fabriquer de façon classique.

Avec l'impression 3D,

on se rend compte

que l'on peut fabriquer de bien meilleurs implants.

En fait, puisqu'on peut fabriquer

des produits sur mesure en quantité industrielle, des exemplaires uniques,

on peut fabriquer des implants

qui sont particuliers à chaque individu.

Comme vous pouvez le constater,

cette technologie, et la qualité de ce qui sort de la machine, sont fantastiques.

On commence à le voir utilisé

pour faire des produits finis.

En fait, en même temps que la définition augmente,

que la qualité augmente,

le prix des machines chute

et elles sont de plus en plus rapides.

De plus, elles sont maintenant assez petites

pour tenir sur un bureau.

On peut acheter aujourd'hui une machine pour 300 $,

que l'on peut construire soi-même,

ce qui est assez incroyable.

Mais cela soulève alors la question :

pourquoi n'en avons-nous pas tous une à la maison ?

Tout simplement parce que la plupart d'entre nous ici

ne savent pas comment créer les données

qu'une imprimante 3D peut lire.

Si je vous donnais une imprimante 3D,

vous ne sauriez pas comment lui donner des instructions

pour lui faire fabriquer ce que vous voulez.

Mais il y a maintenant de plus en plus

de technologies, de logiciels et de méthodes

qui permettent de surmonter ces obstacles.

Je pense que nous sommes à un tournant,

où cela devient quelque chose

d'impossible à éviter.

Cette technologie

va vraiment bouleverser

le paysage industriel

et, je crois, provoquer une révolution

dans l'industrie de fabrication.

Aujourd'hui,

on peut télécharger des objets sur le Web :

tout ce qu'on peut trouver sur un bureau,

comme des stylos, des sifflets, des presse-citron.

On peut utiliser des logiciels comme Google SketchUp

pour créer des objets à partir de rien,

très facilement.

L'impression 3D peut aussi être utilisée

pour télécharger des pièces de rechange sur le Web.

Imaginez que vous ayez, par exemple,

un aspirateur Hoover à la maison, et il est en panne.

Il vous faut une pièce de rechange,

mais vous découvrez que Hoover a arrêté de la produire.

Imaginez d'aller sur le Net -

c'est une réalité -

et de trouver la pièce de rechange

dans une base de données de formes

de ce produit qui ne se vend plus,

de télécharger ces informations, ces données,

et d'avoir ce produit fabriqué pour vous, chez vous,

prêt à l'emploi, sur commande ?

En fait, comme on peut fabriquer

des pièces détachées à volonté,

les machines se fabriquent littéralement elles-mêmes.

On a des machines qui se construisent elles-mêmes.

Voici les pièces d'une machine RepRap,

qui est une sorte d'imprimante de bureau.

Mais ce qui intéresse le plus ma société,

c'est le fait de pouvoir fabriquer

des exemplaires uniques de façon industrielle.

Il n'y a pas besoin d'en faire une série

de milliers ou de millions d'exemplaires,

ou d'envoyer ce produit pour être moulé par injection en Chine.

On peut simplement le fabriquer concrètement sur place.

Ce qui implique

que l'on peut maintenant présenter au public

la nouvelle génération de la fabrication sur-mesure.

Il est maintenant possible, aujourd'hui,

de décider par vous-même

de l’apparence de vos objets.

Nous sommes tous habitués au principe

du sur-mesure, ou de la personnalisation.

Des marques comme Nike le font déjà.

C'est courant sur le Web.

En fait, toutes les grandes maisons

vous permettent

d'interagir avec leurs produits

quotidiennement -

que ce soit les voitures Smart,

ou Prada,

ou Ray Ban, par exemple.

Mais ce n'est pas vraiment de la fabrication sur-mesure pour tous ;

on appelle cela de la production à variantes,

des variations du même produit.

Ce que l'on peut faire aujourd'hui, c'est réellement influer sur l'objet,

et modifier sa forme.

Je ne sais pas si c'est votre cas,

mais il m'est déjà arrivé

de rentrer dans un magasin en sachant exactement ce que je voulais,

et de chercher partout la lampe parfaite

que je savais exactement où poser dans ma maison,

et de ne pas arriver à la trouver ;

ou bien ce bijou parfait

que je voulais m'offrir.

Imaginez-vous que l'on peut maintenant

contacter une marque,

et interagir avec elle,

de façon à donner son style personnel

à l'objet que l'on va acheter.

On peut aujourd'hui

télécharger un produit sur ce genre de logiciel,

et le voir en 3D.

Voici le genre de données 3D

qu'une machine saura lire.

Voici une lampe.

On peut commencer à répéter le motif.

On peut décider de la couleur de l'objet,

peut-être même de sa matière.

De même, on peut commencer à modifier sa forme,

mais dans des limites de sécurité.

Parce qu'évidemment le grand public n'est pas un designer professionnel.

Le logiciel va maintenir chacun

dans les limites du réalisable.

Et quand on est prêt à acheter le produit,

dans sa forme personnalisée,

on clique sur "enter", et les données sont converties

dans le format que les imprimantes 3D reconnaissent,

et sont envoyées à une imprimante,

qui peut être posée sur un bureau.

Mais je ne pense pas que cela se produise dans l'immédiat.

Je ne pense pas que cela soit pour bientôt.

Ce qui est plus probable, et que nous voyons déjà aujourd'hui,

c'est que les données soient envoyées

à un centre de fabrication local.

Ça implique une plus faible empreinte carbone.

Maintenant, au lieu de faire venir des produits du bout du monde,

on envoie les données par Internet.

Voici un objet en train d'être construit.

Comme vous pouvez le voir, il sort de la machine en une seule pièce,

et on insère l'électronique plus tard.

Il s'agit de cette lampe, comme vous le voyez ici.

Dès lors qu'on a les données,

on peut fabriquer les pièces sur demande.

Et l'on n’est pas obligé de se limiter

à des modifications esthétiques ;

on peut envisager du sur-mesure fonctionnel,

où on scannerait les parties du corps

pour créer des choses parfaitement ajustées.

Cela pourrait être appliqué à des choses comme les prothèses,

qui sont extrêmement particulières à chaque handicap.

On pourrait fabriquer des prothèses très spécifiques

pour cette personne-là.

Pour les dents, aujourd'hui,

on peut se faire scanner les dents,

et fabriquer de cette façon des couronnes parfaitement ajustées.

Pendant que vous attendez chez le dentiste,

une machine va tranquillement vous les fabriquer,

prêtes à être posées sur vos dents.

En ce qui concerne la fabrication d'implants,

les données d'un scanner, l'IRM de quelqu'un,

peut maintenant être converti en données 3D,

et on peut fabriquer des implants parfaitement adaptés à lui.

On peut appliquer cette idée

à la fabrication de ce qui est dans nos corps.

Voici une paire de poumons, et l'arbre bronchique.

C'est très complexe.

On ne pourrait le fabriquer, ni le reproduire, d'aucune autre façon.

Mais avec les données d'un IRM,

on peut simplement en fabriquer un,

dans les plus petits détails, comme vous pouvez le voir.

Certains pionniers dans ce domaine

utilisent aujourd'hui cette technique pour empiler des couches de cellules.

L'un de ces pionniers, par exemple, le Dr. Anthony Atala,

étudie comment empiler des cellules

pour créer des parties du corps :

des vessies, des valves, des reins.

Ce n'est pas encore accessible au grand public,

mais c'est en bonne voie.

Pour conclure, nous sommes tous des individus.

Nous avons tous nos préférences, nos besoins différents.

Nous n'aimons pas tous les mêmes choses.

Nous sommes tous de taille différente, tout comme nos entreprises.

Le commerce veut des choses différentes.

Cela ne fait pour moi aucun doute,

je crois que cette technologie

va provoquer une révolution dans l'industrie de fabrication,

et va modifier le paysage industriel tel que nous le connaissons.

Merci.

(Applaudissements)