L Impression 3D Impacts Conomiques Et Enjeux Juridiques

L’impression 3D Impacts économiques et enjeux juridiques Fatima GHILASSENE Les Dossiers de la Direction des Etudes de l’INPl INPI Dossier no 2014 – 04 – Septembre 2014 SOMMAIRE Introduction orso Sni* to View I – Une technologie e 4 A. une technologie née dans l’industrie en rupture avec les techniques traditionnelles de fabrication 1) De la fabrication additive à l’impression 3D 2) Une technologie de rupture avec les techniques traditionnelles des études / F.

Ghilassene INTRODUCTION L’impression 3D est une technologie qui permet, à partir d’un fichier comportant un modèle umérique et à Faide d’une machine appelée imprimante 3D, de fabriquer un objet physique. La commission européenne a inscrit cette technologie au rang des domaines technologiques prioritaires dont les Etats Membres doivent tenir compte dans le cadre de leur politique industriellel . Dans un rapport intitulé « industrie 2. 0»2, le cabinet McKinsey annonce l’avènement de douze technologies de rupture3 qui vont transformer l’industrie ? horizon 2025.

Parmi ces douze technologies de rupture, figure l’impression 3D. Cette technologie a émergé au début des années 80 dans et pour le monde industriel sous ‘appellation de fabrication additive. L’impression 3D a été conçue au départ pour réaliser des prototypes, finalité qui représente encore aujourd’hui du marché de cette technologie A partir de 1996, apparaît la notion d’impression 3D avec le lancement sur le marché de machines appelées imprimantes 3D et émergent de nouveaux acteurs en ligne proposant ? la fois des modèles numériques ainsi que des sewices d’impression 3D.

Cette technologie n’est donc pas une nouveauté. Ce qui en constitue une nouveauté, c’est l’acces à cette technologie du grand public avec l’apparition dans e commerce de machines de petite taille à un prix abordable suite à l’expiration des brevets protéeeant cette PAGF 0 industrielle par les médias, elle soulève des questions quant au respect des droits de propriété intellectuelle qu’elle risque de fragiliser. Ansi le député François Cornut-Gentille a adressé en date du 16 juillet 201 3 une question écrite à Arnaud Montebourg afin d’attirer « l’attention de M. e ministre du redressement productif sur les mayens d’action contre les risques de reproduction illégale liés à la diffusion à venir d’imprimantes 3D sur le marché français. … )4 L’impression 3D fascine, car cette technologie en constante évolution (l) a des impacts autant économiques, juridiques que sociétaux (Il). SI des solutions techniques et juridiques peuvent accompagner l’expansion de son utilisation, un changement de paradigme s’impose http://eur-lex. uropa. eu/legal-content/FR/TXT/PDF/? uri=CELEX: McKinsey France – Industrie 2. 0 : « Jouer la rupture pour une renaissance de l’industrie française » Concept développé par Clayton Christensen dans son ouvrage The innovatoffs dilemma : « la disruption est une transformation irréversible du capitalisme » Question écrite n032786 du 16/07/2013 renouvelée I e 29/10/2013 3 / L’impression 3D / INPI / Direction des études / F.

Ghilassene 1984, il dépose une demande de brevet portant sur une machine destinée au prototypage rapide et fonctionnant selon un procédé qu’il nomme la stéréolithographie apparatus (SLA). On ne parle pas encore d’impression 3D. En 1986, Chuck Hull crée la société 3D System pou commercialiser cette nouvelle imprimante d’un nouveau genre après avoir mis au point le STL (Standard Tessellation Language), un format de fichier numérique devenu la référence our l’impression 3D. Ce fichier STL est créé à l’aide d’un logiciel de CAO (conception assistée par ordinateur).

Il est ensuite transféré vers la machine prévue pour la fabrication additive et dotée d’un autre logiciel qui va découper ce modèle numérique en une succession de couches et va donner lieu à autant de dépôts de matière dont les différentes couches sont fusionnées par des rayons ultraviolets. En 1988, les inventeurs Lisa et Scott Crump mettent au point un procédé nommé FMD (Fused Deposition Modeling : modelage par dépôt de matière en fusion) et fondent l’une des ociétés pionnières dans l’impression 3D, Sratasys pour commercialiser des machines utilisant ce procédé.

Aujourd’hui, cette société domine le marché des imprimantes 3D. En 1993, le MIT (Massachusetts Institute of Technology) divulgue un nouveau procédé de fabrication additive, la 3DP (the three dimensional printing). Ce procédé repose sur la projection de glu sur une surface de poudre formant ainsi progressivement l’objet. En 1 995, le MIT concède une licence d’ex loitation de ce procédé à la société Z Corporation, 0 apparaît pour la première fois en 1 996, date à laquelle sont ommercialisées sous le nom d’imprimantes 3D les machines Actua 2100 de 3D System et Z402 de Z Corporation destinées au prototypage rapide.

L’expiration en 2006 des brevets protégeant la technologie a favorisé la naissance du projet RepRap, projet d’imprimante 3D réplicable open source telle que l’imprimante makerbot replication. Il s’agit d’une imprimante 3D capable d’imprimer ses propres composants et donc de s’auto-reproduire. En effet, pilotée par un logiciel libre, cette imprimante permet de fabriquer des pièces en matière plastique, qui une fois assemblées, donneront naissance ? ne nouvelle imprimante 3D. En 2007, naissait aux Pays Bas la société Shapeways proposant le premier service en ligne d’impression 3D destiné aux particuliers. ttp://sérialmakers. com/content/uploads,Q013/06/tendances- impression-3D. jpg 4 / L’impression 3D / INPI / Direction des études / F. Ghilassene En 2009, c’est en France qu’est créée la société Sculpteo, plate- forme proposant la possibilité d’imprimer un objet à partir d’un modèle créé par l’utilisateur ou choisi dans un catalogue de modèles numériques. Depuis 2010, des étudiants du MIT travaillent sur l’impression 3D de nourriture à travers le rojet Cornocopia, une usine individuelle qui permet de stocker les ingrédients et de cuisi PAGF S 0 en plus accessible (environ 300 dollars).

L’impression 3D n’est donc pas une nouvelle technologie. Ce qui est nouveau, c’est l’accès du grand public à cette technologie en raison de l’apparition sur le marché d’imprimantes de petite taille et vendues à des prix abordables. L’impression 3D connaît par ailleurs une grande médiatisation des prouesses réalisées dans le domaine médical grâce à son utilisation. Les espoirs fondés sur l’impression 3D suscitent un intérêt croissant des acteurs politiques our cette nouvelle technologie.

Les Etats-Unis ont investi la somme de trente millions de dollars pour la création d’un centre dédié à l’impression 3D, the Additive Manufacturing Innovation Institute. La Grande Bretagne a fait de même en y investissant à son tour quinze millions d’euros. 2) une technologie de rupture avec les techniques traditionnelles de fabrication Les techniques traditionnelles de fabrication Pour fabriquer un objet, les industriels doivent généralement combiner différents procédés de fabrication que sont l’usinage, le moulage et le soudage, pour obtenir le résultat recherché.

L’usinage est une famille de procédés consistant à obtenir une forme par soustraction de la matière. Il s’agit de sculpter un bloc de matière par perçage ou grattage jusqu’à l’obtention de la forme souhaitée. Ce procédé résente un inconvénient majeur puisqu’environ 80 d’obtenir des formes plus ou moins complexes en coulant du métal en fusion dans un moule ayant la forme recherchée. A priori ce procédé n’lndult pas de gaspillage de matière première.

Toutefois, une fos démoulée, la forme finale de l’objet n’est obtenue qu’après une opération d’usinage afin de rendre l’objet fonctionnel. Ensuite ces pièces fabriquées par usinage et/ou moulage seront assemblées entre elles par différents procédés (soudage par exemple) pour obtenir le produit final. L’impression 3D permet d’éviter de passer par ces différentes étapes et de fabriquer des objets en une seule opération. 6 http://drim-isen. blogspot. fr/2011 /10/une-imprimante-cuIinaire-3D -html 5 / L’impression 3D / INPI / Direction des études / F.

Ghilassene La technologie de l’impression 3D L’impression 3D recouvre différentes techniques de fabrication additive (la stéréolithographie, la modélisation par fusion de atière, le frittage sélectif au laser, la technologie polyjet… ). Ces différentes techniques se distinguent les unes des autres selon la manière dont la matière est déposée. Pour chacune de ces techniques, le vide qui donne la forme de l’objet est créé par l’absence de dépôt de matière. Le processus de fabrication La première étape consiste à créer un modèle numérique grâce ? un logiciel de CAO.

Ce modèle numérique est en ers une imprimante 3D 7 0 créer ce fichier numérique grâce à un Smartphone. En effet, une équipe de chercheurs allemands a mis au point une echnique permettant de transformer ces appareils téléphoniques en scanners 3D très performants. Les matériaux utilisés Dans l’industrie, il existe une grande diversité dans les matériaux utilisés. Selon l’objet fabriqué et le procédé retenu, les matériaux peuvent être du plastique, de la poudre minérale ou de polyamide, de la résine, de la cire, des métaux, voire même des cellules humaines pour la fabrication d’organes du corps humain7.

Des étudiants néerlandais travaillent actuellement sur un projet nommé Skinprint dont l’objectif est de fabriquer une peau rtificielle pour notamment soigner les grands brûlés8. Actuellement, les imprimantes grand public n’utilisent qu’un type de matériau, le plastique. L’impression 3D est une technologie innovante qui a fait l’objet d’un nombre important de demandes de brevets, notamment aux Etats-Unis. pour connaitre la cartographie des brevets reposant sur cette technologie, le lecteur est invité ? consulter une étude réalisée par l’Intellectual Property Office et accessible à l’adresse suivante : wvM. po. gov. uWinformatics3D-printing. pdf B. UNE EXTENSION PERMANENTE DES DOMAINES D’APPLICATION 1) Les applications actuelles Selon le cabinet McKinsey, le prototypage rapide est l’usage le plus évident de l’impression 309. Le prototypage rapide a pour objectif de fabriquer un modèle physique ou une maquette dans un délai très court et avec un minimum d’outillage. L’impression 3D a donc ét et de tests. Le prototypage rapide représente actuellement un taux de 70% du marché de l’imprimante 3D. L’impression 3D a vu cependant son champ d’application s’étendre en permanence.

Les industries automobile et aéronautique ont adopté cette technologie depuis une quinzaine d’année pour la fabrication de pièces de haute technologie. Citons ‘exemple de la fabrication par impression 3D des boites de vitesses des voitures de formule 1 ou encore des turbines de réacteurs d’avion. 7 http://www. genengnews. com/insight-and-intelligence /patentability-of-3D-p rinted-organs/77gOO 129 http://www. lesechos. fr/tech-medias/hightech/0203389331558 -cinq-inventions-qui-peuvent-changer-le-monde-65495. hp McKinsey France – Industrie 2. 0 – jouer la rupture pour une renalssance de l’industrie française 8 6 / L’impression 3D / INPI / Direction des études / F. Ghilassene Certaines entreprises comme le fabricant de jouets Matte110 (depuis 1992), possèdent leur ropre atelier d’impression 3D. D’autres font appel à des sociétés spécialisées dans le prototypage rapide. Créée en 1993, la société Crésilas réalise des prototypes pour de nombreux groupes parmi lesquels il est possible de citer Renault ou Ferrari.

Si la fabrication par impre othèses orthopédiques PAGF g 0 pas le cœur de l’enfant qui a été fabriqué par impression 3D. Des chercheurs de Puniversité de Louiseville ont fournl aux chirurgiens une réplique du cœur de l’enfant fabriquée grâce ? l’impression 3D. Avec une taille une fois et demi supérieure à la taille réelle, cette réplique a ervi de modèle lors de l’intervention chirurgicale dont elle a facilité l’exécution. Cette opération est par ailleurs une bonne illustration de collaboration entre chercheurs et praticiens.

Dans le domaine de la santé, l’imprimante 3D n’est donc pas systématiquement utilisée pour fabriquer un organe destiné à être implanté dans le corps humain. Ses applications existent aussi de manière indirecte. Cette technologie sert en effet de guide pour les chirurgiens lors de certaines interventions complexes. Une équipe de chirurgiens d’un hôpital britannique s’est ainsi appuyée sur la reproduction en 3D de la tête d’un atient, obtenue par l’impression 3D, afin de lui reconstituer le visage, défiguré suite ? un accident de moto.

Actuellement les applications dans le secteur médical sont nombreuses, allant de la fabrication de prothèses, d’implants dentaires, voire crâniens jusqu’à la transplantation faciale. D’autres applications sont attendues aussi bien dans le secteur médical qu’ailleurs. 2) Les applications en perspective Parmi les applications les plus attendues dans le secteur médical, figurent la fabrication d’organes ou le bio-printing. Les es airs portent sur la fabrication par impression 3D