En parcourant les couloirs très éclairés de l’usine de 3D Systems à Rock Hill, en Caroline du Sud, je contemple des objets étranges et merveilleux. Une guitare entièrement fonctionnelle faite de nylon. Une phalange de mandibules garnies de dents atroces. Le squelette d’une baleine. Un prototype grandeur nature, en cinq couleurs, d’une chaussure à talon haut. Des robots jouets. Et ce qui semble être le visage d’un fœtus humain. « Cela a été fait à partir d’une image échographique », me dit Cathy Lewis, directrice du marketing de l’entreprise, en haussant les épaules.
De cette histoire
Cette collection d’objets partage une caractéristique : Tous ont été « imprimés » par des machines qui, suivant les instructions de fichiers numériques, assemblent couche sur couche des matériaux – qu’il s’agisse de métaux, de céramiques ou de plastiques – jusqu’à ce que la forme distinctive de l’objet soit réalisée. Le processus s’appelle l’impression 3-D (ou la fabrication additive, dans le langage industriel) et si vous n’en avez pas encore entendu parler, c’est que vous n’avez pas prêté suffisamment attention aux dizaines de reportages et de blogs technologiques à bout de souffle – ou au président Barack Obama, qui a déclaré dans son dernier discours sur l’état de l’Union que l’impression 3-D « a le potentiel de révolutionner la façon dont nous fabriquons presque tout. »
Bien que beaucoup de gens n’entendent parler de cette technologie que maintenant, les ingénieurs et les concepteurs utilisent de grandes et coûteuses imprimantes 3-D depuis près de trois décennies, réalisant des prototypes rapides de pièces pour les entreprises de l’aérospatiale, de la défense et de l’automobile. Au fil des ans, cependant, les logiciels de conception numérique ont évolué, les scanners sont devenus omniprésents et les imprimantes de bureau abordables sont devenues accessibles aux entrepreneurs indépendants, aux écoles et aux bricoleurs à domicile. Les technologues proclament haut et fort que l’impression 3D va démocratiser le design et nous libérer de l’hégémonie de la fabrication de masse.
Mais ce n’est pas parce que les idées de n’importe qui peuvent prendre forme qu’elles doivent nécessairement le faire-une notion qui m’a frappé dans le hall d’entrée de 3D Systems, où j’ai vu étagère après étagère de ce que certaines personnes essaient très fort de ne pas décrire comme de la merde en plastique bon marché : des vases miniatures aux couleurs vives, des étuis de téléphone, des bijoux, des poupées et, inévitablement, des crânes. (Sur un seul site de partage de fichiers 3D, j’ai trouvé 101 modèles de bagues et de pendentifs en forme de crâne). Le créateur de ces bibelots de lobby ? Le Cube, fabriqué par 3D Systems.
« C’est notre stratégie de consommation », m’explique Lewis, en pointant du doigt un groupe d’imprimantes roses, turquoise et vert citron. Les Cubes sont de la taille d’une machine à café, brillants et lisses, et ont un interrupteur marche-arrêt, un port pour une clé USB et un prix de 1 299 $. Les Cubes créent des objets grâce à un processus d’extrusion de matériaux, dans lequel une tête d’impression dépose et empile de fines couches de plastique fondu sur une plateforme. Le processus commence lorsque les utilisateurs chargent leur conception numérique dans le Cube, dont le logiciel les aide à agrandir ou à réduire leur modèle et ajoute automatiquement des structures de soutien si nécessaire. (Les supports sont fabriqués dans le même plastique que celui imprimé par la machine, et ils se détachent). Ensuite, le Cube « découpe » l’objet numérique en couches horizontales de quelques microns d’épaisseur, créant ainsi un plan que la tête d’impression suivra en se déplaçant sur les axes x et y.
Le Cube peut créer des objets en 16 couleurs différentes, mais il ne peut imprimer qu’une seule couleur à la fois (pas de changement de cartouche en cours d’impression). Pour fabriquer un robot jouet ou un anneau de crâne en plus d’une couleur au cours d’une seule impression, vous aurez besoin d’un CubeX Duo, qui coûte plus de deux fois plus cher, mais qui possède deux cartouches d’impression qui changent automatiquement de couleur – un grand bond en avant aux yeux des aficionados de l’impression de bureau.
Se sentant peut-être mon ambivalence à l’égard de cet appareil, Lewis me conduit dans une salle de fabrication vitrée pour voir les gros canons de l’entreprise : une paire de machines de la taille d’un réfrigérateur devant lesquelles se trouvent de petites fenêtres et entourées de moniteurs, de claviers et d’unités centrales. Des câbles électriques serpentent au-dessus de la tête, les aspirateurs d’atelier sont omniprésents et le sol est glissant avec du nylon en poudre. En plissant les yeux et en les protégeant de l’éblouissement, je regarde à travers la petite fenêtre d’une machine de stéréolithographie, dans laquelle une cuve remplie d’un polymère photosensible est frappée à plusieurs reprises par un laser, déclenchant une réaction chimique qui fait durcir une fine couche du liquide visqueux bleu foncé. Les secondes passent, des éclairs horizontaux jaillissent et un racleur distribue une autre couche de la résine.
Chaque couche a une épaisseur de 50 microns, ce qui équivaut à un vingtième de millimètre. (Plus les couches sont fines, plus la résolution est fine et plus les détails sont précis). L’objet fini s’élève tandis que son lit de construction, ou plateforme, s’abaisse. Que produisait cette imprimante, qui coûte 170 000 dollars ? Lewis consulte un écran et pense qu’il s’agit d’un bijou, une bague au design complexe. Je remarque que cela fait beaucoup de machines pour fabriquer une babiole, mais Lewis m’assure que les techniciens construisent généralement plus d’une babiole à la fois.
Elle me montre une autre machine à fenêtre. Cette fois, la cuve n’est pas remplie de liquide bleu foncé mais de nylon blanc en poudre. Un essuie-glace lisse la surface de la cuve, sur laquelle un laser grave légèrement les contours de quatre anneaux et d’un boomerang miniature en fusionnant ensemble le matériau en poudre (un processus connu sous le nom de frittage). L’essuie-glace passe un nouveau coup de balai, effaçant les formes, le laser clignote, et une autre couche d’anneaux et un boomerang sont frittés. L’écran nous indique que ce projet mesure 10 cm de haut après 26 heures de frittage, et qu’il reste encore beaucoup d’heures. La « révélation » n’aura lieu que lorsque l’excès de poudre sera excavé et le produit exhumé. Il pourrait s’agir d’un drone ou d’un moule pour un bloc moteur. Lewis ne peut pas le dire (ce n’est certainement pas un boomerang). Mais elle sait que cette pièce sera aussi durable que la pièce fabriquée traditionnellement qu’elle remplace.
Ma visite se termine là où elle a commencé, parmi les robots en plastique et les étuis de téléphone. En deux heures, l’histoire de la fabrication additive a défilé sous mes yeux, commençant par des applications techniques et se terminant dans les foyers et les bureaux – un peu comme la trajectoire des ordinateurs et des imprimantes laser. Avec la capacité de reproduire ou de créer de tels objets à la demande, dit Dale Dougherty, éditeur du magazine Make, qui fait partie du « Maker Movement » en plein essor qui privilégie la personnalisation aux produits de base, l’imprimante 3-D est « Wal-Mart dans la paume de votre main ».