Impression 3D : la solution pour une meilleure écologie industrielle ?

Le dérèglement climatique est désormais une évidence et continue d’alimenter les discussions dans les milieux scientifiques et les décisions politiques. Les effets du réchauffement planétaire, causés par les fortes émissions de gaz à effet de serre, sont bien connus. Les températures moyennes augmentent lentement, et les phénomènes météorologiques deviennent plus extrêmes.

La production industrielle exerce une influence notable sur cette écologie, non seulement en raison de la consommation d’énergie nécessaire à la fabrication, mais aussi à cause de l’énergie dépensée pour acheminer matières premières et produits à travers les réseaux logistiques. Un nombre croissant d’entreprises et de consommateurs s’orientent alors vers des modèles plus respectueux de l’environnement et durables.

En 2022, l’industrie française occupait la troisième place parmi les secteurs les plus polluants. Ce secteur à lui seul était responsable de 18% des émissions nationales de CO², représentant environ 73 millions de tonnes de CO². Malgré cette position préoccupante, le secteur industriel se classait encore derrière deux autres grands émetteurs. En première place, le secteur des transports représentait 32% des émissions totales, reflétant la dépendance accrue aux véhicules motorisés et aux systèmes logistiques massifs, tant pour les particuliers que pour le commerce et l’agriculture se classait en deuxième position avec 19% des émissions.

Pourquoi une entreprise du secteur industriel voudrait-elle réduire son emprunte carbone ?

Une entreprise du secteur industriel a plusieurs raisons stratégiques et éthiques de vouloir réduire son empreinte carbone. L’optimisation des procédés de fabrication, en réduisant les pertes et la consommation d’énergie, améliore non seulement l’efficacité opérationnelle mais garantit aussi une conformité accrue. Cela permet à l’entreprise de réduire ses coûts tout en répondant aux attentes croissantes des consommateurs, pour qui la durabilité est devenue un standard incontournable.

En effet, intégrer une démarche de responsabilité sociétale des entreprises (RSE) renforce les performances économiques de l’entreprise. Selon une étude de France Stratégie en 2016, les entreprises ayant une stratégie RSE solide ont enregistré une moyenne de 13% d’augmentation de leurs performances. En réduisant la consommation d’énergie, ou en diminuant les déchets, une telle approche contribue directement à la réduction des coûts.

Une autre étude réalisée en janvier 2024 par la CCI France confirme cette tendance : 74% des Français recommanderaient une entreprise activement engagée dans ce domaine et 68% seraient prêts à acheter plus fréquemment ses produits ou services. La RSE devient ainsi un levier de différenciation, permettant d’accéder à de nouveaux marchés et de fidéliser les clients.

Pour une entreprise industrielle, régulièrement confrontée à des problématiques environnementales, une stratégie RSE devient indispensable non seulement pour améliorer son image de marque, mais aussi pour réduire les risques liés aux contraintes réglementaires et aux attentes sociétales sur le moyen et long terme. Réduire son empreinte carbone, c’est donc à la fois un impératif économique, réglementaire et un moyen de rester compétitif.

Les avantages de l'impression 3D dans l'écologie

Il existe de nombreuses façons pour une entreprise du secteur industriel de réduire son empreinte carbone, en adoptant des stratégies variées qui visent à optimiser les processus de production ou encore limiter les émissions directes de CO². Parmi ces méthodes, celle que nous allons développer ici repose sur une approche innovante : l’intégration et l’utilisation d’imprimantes 3D à la place des machines de production traditionnelles pour le prototypage et l’outillage.

Réduction des déchets

Les machines traditionnelles regroupent différentes technologies de fabrication. L’une des machine traditionnelle les plus communes est celle d’usinage. Ce procédé consiste à retirer des portions d’un matériau brut pour obtenir la forme désirée à l’aide d’outils coupants. Cependant, cette approche traditionnelle génère beaucoup de déchets sous forme de copeaux. Les imprimantes 3D permettent d’utiliser plus efficacement les ressources en réduisant les déchets générés, à la différence des machines traditionnelles qui elles, produisent jusqu’à 80% de déchets de production.

L’impression 3D fonctionne différemment : elle repose sur l’ajout successif de fines couches de matériau pour construire un objet, couche après couche. Cela permet de produire sans gaspillage, car il n’y a pas de surplus de matière ou de résidus inutiles. La quantité de matière utilisée est exactement la même que celle nécessaire pour la fabrication de la pièce, ce qui élimine tout gaspillage de matériaux.

Une utilisation plus efficace de l'énergie

En diminuant la quantité de matière première, on réduit également l’énergie nécessaire à la production. En effet, les machines fonctionnent plus efficacement puisqu’elles ne gaspillent pas d’énergie à traiter des matières inutiles. Cette optimisation énergétique se traduit aussi par une baisse des émissions liées aux processus de fabrication, notamment en termes de carbone et de chaleur, ce qui contribue à rendre la production plus respectueuse de l’environnement.

Une autre technologie de l’impression 3D, l’impression 3D hybride, qui intègre plusieurs procédés en une seule machine, amplifie encore ces avantages. Cette dernière combine différentes technologies de fabrication additive et soustractive au sein d’un même dispositif, il est possible de réaliser plusieurs procédés sans devoir transférer les pièces d’une machine à une autre. En réunissant plusieurs machines en une seule, la consommation d’énergie et les émissions carbone sont ainsi réduits. Pour en savoir plus sur les imprimantes 3D hybrides, rendez-vous directement sur la page de LUCY 300Y, l’imprimante 3D hybride.

Raccourcissement de la chaîne d'approvisionnement

Les imprimantes 3D offrent l’avantage de raccourcir les chaînes d’approvisionnement en réduisant la dépendance à la sous-traitance. En internalisant la production de pièces, les entreprises peuvent fabriquer directement sur site ce dont elles ont besoin, sans avoir à passer par des fournisseurs externes. Cela simplifie considérablement la logistique et réduit les délais liés à l’acheminement des composants. L’intégration d’une imprimante 3D dans les opérations d’une entreprise permet de répondre rapidement aux besoins en pièces de maintenance. Dès qu’un équipement tombe en panne ou nécessite une réparation, les pièces manquantes peuvent être produites sur demande, éliminant l’attente associée à la commande et à la livraison de pièces de rechange.

Cela permet non seulement d’éviter les interruptions prolongées des opérations, mais aussi de réduire la surproduction de pièces en amont, qui dans les méthodes traditionnelles, mène souvent à des surplus de stocks. En réduisant les stocks et la surproduction, elles optimisent leur gestion des ressources et économisent sur les coûts de stockage.

Des matériaux éco-responsables

En plus des avantages techniques et économiques qu’offre l’impression 3D, l’utilisation de matériaux bio-sourcés et recyclés permet d’adopter une approche plus respectueuse de l’environnement. Les matériaux bio-sourcés, issus de ressources renouvelables telles que les plantes ou les déchets organiques, constituent une alternative durable aux matériaux traditionnels. Les matériaux recyclés, quant à eux, jouent un rôle clé dans l’économie circulaire. L’impression 3D permet d’utiliser des matières premières provenant de déchets industriels ou post-consommation, qui seraient autrement envoyés en décharge ou incinérés. Grâce à cette technologie, ces déchets sont valorisés et transformés en produits neufs, réduisant ainsi la quantité de déchets mis en circulation et contribuant à la préservation des ressources naturelles.

Parmi les matériaux traditionnels, on trouve ceux fabriqués à partir de produits naturels, comme le PLA, issu de l’amidon de maïs. Toutefois, il est important de se rappeler que ces matériaux restent des plastiques, dont l’impact environnemental est généralement plus élevé que celui des matériaux biosourcés ou recyclés.

Les limites écologiques de l'impression 3D

Bien que les imprimantes 3D présentent des avantages écologiques notables, elles génèrent également des émissions de composés organiques volatiles (COV) lors du processus de fabrication, notamment en raison de la fonte et de la déposition des matériaux utilisés. Ces COV peuvent avoir des effets néfastes sur la qualité de l’air et potentiellement sur la santé des opérateurs s’ils ne sont pas correctement contenus.

Toutefois, ces émissions peuvent être efficacement gérées grâce à l’utilisation de systèmes appropriés. Notamment en intégrant une enceinte fermée autour de l’imprimante, limitant ainsi la dispersion des COV dans l’environnement de travail. En complément, des systèmes de filtration sont également essentiels pour purifier l’air à l’intérieur de cette enceinte, en capturant et neutralisant les COV avant qu’ils ne puissent s’échapper. Ces solutions sont déjà intégrées aux imprimantes 3D industrielles développées par Namma. En combinant ces deux approches – une enceinte hermétique et un dispositif de filtration avancé, il est possible d’exploiter les avantages de l’impression 3D tout en garantissant un environnement de travail plus sain et en réduisant l’impact des émissions de COV sur l’environnement global.

Conclusion

Face au besoin croissant de réduire les émissions de gaz à effet de serre, les entreprises industrielles peuvent se tourner vers des solutions innovantes pour limiter leur empreinte carbone. L’intégration de technologies comme l’impression 3D représente une réponse efficace à ce défi, en permettant de diminuer les déchets de production, d’optimiser la consommation d’énergie, et de réduire la logistique. Bien que des enjeux environnementaux subsistent, notamment en ce qui concerne les émissions de composés organiques volatiles, des mesures techniques, telles que l’utilisation de systèmes de filtration et d’enceintes fermées, permettent de limiter ces impacts. En adoptant ces pratiques, les entreprises industrielles peuvent concilier performances économiques, réduction des coûts et respect des attentes sociétales en matière de responsabilité environnementale.