Dans la lutte contre la pandémie de Covid-19, l’impression 3D se distingue. Makers, fabricants de machines et industriels partagent connaissances et imprimantes pour fabriquer des visières de protection, des pièces de respirateur, des écouvillons… Une mobilisation qui a certainement sauvé des vies. Et révèle la fabrication additive comme outil de production. "Cette crise devrait mener à une plus large adoption de la technologie, anticipe Jos Burger, le PDG de la marque d’imprimantes Ultimaker. Dans les hôpitaux comme dans toute l’industrie, les gens voient sa valeur ajoutée."
Ses bénéfices – dont la flexibilité, rapidité et localisation – sont déjà exploités par certains industriels pour produire des pièces finies. À l’image de Sculpteo, à Villejuif (Val-de-Marne), dont plus de la moitié de l’activité consiste à produire pour les marchés du luxe, de l’électronique et de l’automobile. Et d’Airbus, qui a imprimé 100 000 pièces d’avion en polymère et en titane depuis 2015. Sur les milliers de composants de l’A 350, plus de 300 sont imprimés. "La fabrication additive est largement utilisée dans la production de pièces finies depuis environ quatre ans, estime Jean-Daniel Penot, expert du sujet à l’école d’ingénieurs Cesi. Elle trouve des marchés dans les domaines du médical, de l’automobile de luxe et de l’aéronautique."
Plus précise, plus fiable, plus rapide… La fabrication additive s’est mise aux standards industriels, jusqu’à produire des pièces critiques certifiées pour des usages aéronautique et médical [lire entretien via le lien ci-dessous].
"Même si son niveau de maturité n’est pas équivalent à celui de l’usinage, elle est capable de répondre à des besoins industriels spécifiques", abonde Nicolas Parascandolo, le délégué au développement du Symop, le syndicat des fabricants de machines industrielles. Au cœur de l’industrie 4.0, elle permet d’optimiser le poids, la structure et la solidité de certaines pièces, mais aussi de fabriquer en série des produits sur mesure. Des atouts qui ont poussé plusieurs industriels pionniers à investir dès les années 2000 pour en faire un outil de production fiable.
Conformité aux standards de l’aéronautique
C’est le cas de Safran, qui a déboursé 80 millions d’euros pour rassembler toutes ses activités d’impression 3D au Haillan (Gironde). Encore en construction, le site sera livré début 2021 et rassemblera 200 salariés autour de 50 machines, contre 15 actuellement. "Nous avons commencé par du prototypage, puis l’idée de fabriquer des pièces a infusé dans les bureaux d’études", se souvient François-Xavier Foubert, le directeur général du campus Safran Additive Manufacturing. Fabriquer d’un bloc des pièces complexes solides et légères séduit. Pour y parvenir, le motoriste optimise ses machines, développe des traitements post-fabrication spécifiques et crée sa propre gamme de matériaux. "Nos bureaux d’études et nos experts de la fabrication additive ont réuni leurs compétences pour répondre aux standards de l’aéronautique, détaille-t-il. Nous avons certifié nos premières pièces en 2016, moins de dix ans après notre adoption de la technologie." Avec désormais 12 références certifiées, le groupe estime qu’un tiers des composants de ses moteurs d’avion et d’hélicoptère pourraient à terme être imprimés. Cela représente plusieurs centaines de pièces.
Autre industriel pionnier, Michelin s’est intéressé à la question à titre expérimental au début des années 2000. Il imprime 500 000 pièces par an depuis 2013, principalement des lamelles pour sculpter ses pneus. "Plus de 80 % du pneu CrossClimate reposent sur l’impression 3D, souligne José Cocovi, le directeur ligne métier moules du groupe. Nous avons l’ambition d’imprimer l’intégralité de certains moules d’ici à 2022. Ce sera une première mondiale." Preuve de son investissement dans la technologie, l’industriel s’est improvisé fabricant de machines et s’est associé à Fives pour créer la marque AddUp en 2015. "Le conseil d’administration d’AddUp est composé à parts égales de représentants de Michelin et de Fives, explique José Cocovi. Cela nous permet de remonter nos idées et observations du terrain et d’orienter la stratégie de la marque en coopération avec ses administrateurs." L’opportunité pour Michelin, dont 30 des 300 machines sont des imprimantes métalliques, d’adapter son parc à ses besoins.
Preuve de sa valeur, l’impression 3D gagne désormais les sous-traitants. Comme Lisi Aerospace, qui a créé sa filiale dédiée en 2016. Son premier contrat ? La fabrication d’une pièce d’A 350. "Nous avons passé six mois avec les ingénieurs d’Airbus pour adapter la pièce à la fabrication additive, raconte Christophe Sarrazin, le directeur général de la filiale implantée à Ayguemorte-les-Graves (Gironde). Notre plus grand frein est le fait que nos clients n’ont pas forcément les connaissances et ne savent pas qu’il faut reconcevoir une pièce pour que son impression apporte une valeur ajoutée." Le sous-traitant dédie une part de son expertise à la formation de ses clients. "Les pièces imprimées en série qui volent sont rares, assure Christophe Sarrazin. Nous en produisons une bonne partie, pour Airbus, Safran et Thales Alenia Space." Malgré cette place de choix – gagnée en adaptant ses machines et en certifiant ses installations – la réalité économique est rude pour la filiale. "Nous avons réalisé 1,8 million d’euros de chiffre d’affaires en 2019, relate le directeur. Pour être rentables, nous devons atteindre 4 millions d’euros… Il faut des commandes."
Programmes d’accompagnement
Rares sont les entreprises à décrocher des marchés de volume. C’est le cas du groupe Erpro, fabricant situé à Saint-Leu-la-Forêt (Val-d’Oise), qui a imprimé plus de 18 millions de brosses à mascara Chanel en trois ans.
(Erpro, qui travaille essentiellement pour Chanel en temps normal, s’est lancé dans la fabrication d’embouts pour respirateurs à l’apparition de la pandémie.)
(Le groupe français Prodways est équipé depuis un an d’un atelier d ’impression 3D robotisé appliqué à l’industrie dentaire.)
D’autres, comme One Ortho Medical, ont renoncé. Souhaitant fabriquer des prothèses métalliques de hanche et de genoux sur mesure, la start-up installée en métropole lyonnaise (Rhône) a vite été rattrapée par le marché. "Après deux ans, nous nous sommes rendu compte qu’économiquement, cela ne fonctionnerait jamais", déplore son président, Christophe Alépée. L’impression métallique est abandonnée et l’entreprise repositionnée sur la fabrication d’outils chirurgicaux en polymère à usage unique. "Les entreprises de l’impression 3D ont du mal à trouver leur modèle économique, observe Jean-Daniel Penot, du Cesi. Le taux de charge moyen des machines additives industrielles oscille entre 30 et 40 %." Or, pour rentabiliser un investissement pouvant aller de plusieurs centaines de milliers à quelques millions d’euros, mieux vaut faire fonctionner sa machine en continu. Et explorer toutes les possibilités de la technologie avant d’investir.
Dans cette optique, certains organismes comme le Centre technique des industries mécaniques (Cetim) mettent sur pied des programmes d’accompagnement pour aider des industriels à lever les verrous technologiques qui leur sont propres. D’une durée de deux à trois ans, le parcours du Cetim veut aider les industriels à identifier les technologies les plus adaptées aux besoins, voire à fabriquer des préséries. "Ils prennent du recul sur la technologie, relate Dominique Ghiglione, chargé du dispositif au Cetim. Cela leur permet de décider s’ils veulent fabriquer en interne ou acheter des pièces auprès d’entreprises spécialisées." Cette problématique du « make or buy » est au cœur du dispositif 3D Start PME lancé en 2018 par l’Alliance industrie du futur, le Symop, le Cetim et le CEA pour accompagner les PME vers la fabrication additive. "Nous ne disons pas ”Achetez une imprimante 3D”, prévient Olivier Dario, le délégué général du Symop. C’est l’erreur à ne pas faire." Selon lui, les fabricants de pièces spécialistes de la fabrication additive sont des "intermédiaires essentiels". Et des experts de leurs procédés. "Ces façonniers, qui peuvent garantir des productions en série de qualité, ont un rôle majeur à jouer dans la filière, assure le délégué général. Ils permettent aux PME d’entrer dans le monde de la fabrication additive, qui est au cœur de l’industrie 4.0, sans investir des centaines de milliers d’euros." Sous-traitants d’un genre nouveau, ils sont peut-être la solution à l’un des derniers freins à la fabrication additive industrielle : le retour sur investissement.
(À Rotterdam, le laboratoire Ramlab dispose de machines capables d’imprimer des hélices métalliques destinées à la navigation.)
