L'impression 3D est-elle une méthode de fabrication écologique ?

Écrit par Bastien le 12 octobre 2022

Bastien de Neofab

Bastien
Bastien est ingénieur application chez Neofab.
Expert en impression 3D, notamment en matériaux, il a également une excellente maîtrise de la CAO.
Il livre ses conseils dans ses articles pour vous permettent d'appréhender les différentes solutions d'impression 3D industrielles.

La fabrication de produit est l'une des sources majeures d'émissions de carbone. Découvrez dans cet article les mesures que les entreprises peuvent prendre en compte pour limiter ceur empreinte carbone.

L'impact de la fabrication sur l'environnement

Le changement climatique continue d'être un des sujets les plus importants de l'actualité dans la recherche, la politique ainsi les échanges du quotidien. Ce qui était autrefois inconcevable est maintenant établi comme un fait scientifique.

L'impact environnemental de la fabrication joue un rôle important dans le changement climatique. Non seulement par l'énergie consommée dans la production, mais aussi par l'énergie de transport utilisée pour expédier la marchandise et les pièces à divers points des chaînes d'approvisionnement. Ainsi, de nombreuses organisations et de consommateurs font de l'environnement leur priorité

Impact environnemental : émissions de carbone

Les conséquences du changement climatique causées par les émissions de carbone sont bien documentées et les températures moyennes augmentent lentement mais régulièrement. De plus, les conditions météorologiques deviennent plus extrêmes, avec des sécheresses plus importantes et des tempêtes plus violentes.

Le réchauffement climatique a un impact direct sur la fonte des glaces ce qui contribue à l'élévation du niveau de la mer. Enfin, le changement climatique comprend également la destruction d'habitats menaçantla survie à long terme de nombreuses espèces et d'organismes vivants.

Pourquoi l'environnement est un important pour les entreprises ?

Nous savons que les usines consomment beaucoup d'énergie. L'ingénierie, la production de biens et le transport de pièces (chaînes d'approvisionnement) représentent une part importante des émissions.

Les entreprises reconnaissent de plus en plus que l'engagement dans des pratiques respectueuses de l'environnement. En réduisant les déchets et la consommation d'énergie, les processus de fabrication durables améliorent l'efficacité opérationnelle tout en facilitant la conformité réglementaire. Comme l'a noté Harvard Business Review en 2016, des recherches ont montré que les consommateurs sont plus disposés à payer des prix plus élevés pour des produits fabriqués de manière durable et plus susceptibles d'être fidèles à la marque. Les employés favorisent également les organisations soucieuses de l'environnement - avec plus de la moitié des 750 dirigeants déclarant en 2021 que «leurs initiatives de durabilité environnementale ont considérablement stimulé la performance financière de leur entreprise (Deloitte).

Qu'en est-il de l'impact environnemental de l'impression 3D ?

Oui, l'impression 3D permet de réduire drastiquement l'impact environnemental. Là où les méthodes traditionnelles sont gourmandes en énergies fossiles, voici ce que la fabrication additive apporte :

  • Réduction de l'énergie et des matériaux : la fabrication additive a une empreinte carbone bien inférieure à la fabrication soustractive. Les pièces fabriquées en 3D peuvent être complexes, n'utilisent que la matière nécessaire. En effet, contrairement aux méthodes traditionnelles, il y a moins de déchets et permet de fabriquer uniquement ce dont l'entreprise a besoin.
  • Réduction des émissions de la chaîne d'approvisionnement : l'impression 3D a moins d'impact négatif avec une logistique nettement inférieure en termes de délais, de coûts et de pollution que les méthodes traditionnelles.
fabrication additive environnement
émissions de Co2

L'impression 3D et environnement : quelques réussites

Greentown Labs et Transaera

L'entreprise Greentown Labs à Somerville, MA, est le plus grand incubateur de technologie climatique en Amérique du Nord. Les success story de Greentown Labs incluent Sweetgreen, Form Energy, Via Seaparations et Zwitterco. La start-up Transaera issue du MIT, se concentre sur la construction de systèmes de climatisation respectueux de l'environnement, économes et abordables.

Dans la plupart des ménages, le courant alternatif est la plus grande source de consommation d'électricité et produit donc le plus d'émissions de carbone. Selon Ross Bonner, directeur technique de Transaera, l'utilisation du courant alternatif représente 4 % des émissions mondiales de carbone, soit le double de celles de l'industrie aéronautique. Même une amélioration modérée de l'efficacité de la climatisation et de la réduction des déchets peut apporter une amélioration substantielle de l'empreinte carbone mondiale. Jusqu'à récemment, le fonctionnement des climatiseurs n'a pas beaucoup changé depuis leur invention au début des années 1900 ; mais l'utilisation d'un nouveau matériau absorbant l'humidité - un type de structure organique métallique (MOF) - permet aux systèmes de climatisation de Transaera de refroidir l'air plus efficacement.

Par rapport à la fabrication traditionnelle, la fabrication additive consomme beaucoup moins de matière lors de la fabrication, car la forme de la pièce n'est pas obtenue par réduction. Même par rapport à d'autres imprimantes 3D, Bonner déclare que Markforged aide Transaera à fabriquer ses prototypes 3D de manière plus durable, avec moins de déchets :

"Lorsque vous essayez de changer les codes, il y a beaucoup d'obstacles techniques à surmonter. La façon d'y faire face est l'itération constante. C'est notamment le cas avec les imprimantes 3D Markforged qui nous permettent de fabriquer nos prototypes de manière plus durable, avec moins de déchets"

Ross Bonner
CTO | Transaera

Vestas

Vestas est un leader mondial de l'énergie éolienne basé au Danemark. L'entreprise conçoit, fabrique, installe et entretient des turbines éoliennes. Vestas est le plus grand fabricant d'éoliennes au monde, avec des turbines situées dans plus de 86 pays.

L'entreprise utilise la fabrication additive pour la durabilité dans le cadre de son objectif de décarbonisation nette zéro d'ici à 2030 et prévoit de produire des éoliennes sans déchets d'ici à 2040. Ici encore, l'impression permet de réduire l'empreinte carbone de l'entreprise.

En effet, Vestas réduit son impact écologique grâce à son programme de fabrication en interne et en stockant plus de 2 000 fichiers de pièces numériques dans le cloud. de ce fait, les spécialistes sont en mesure d'imprimer des outils de maintenance critiques, des prototypes de turbines et des composants de turbines conformes à leurs exigeances e fonction de leurs besoins.

L'utilisation des solutions d'impression3D Markforged améliore encore l'empreinte carbone de Vestas en réduisant considérablement les coûts et les délais dans leurs chaînes d'approvisionnement.

"Notre approche est complète. Nous fournissons l'article physique presque en temps réel  sur tous nos sites équipés. C'est vraiment ce sui se rapproche le plus de la téléportation".

Jeremy haight
Ingénieur en fabrication additive et concepts avancés | Vestas

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