L'impression 3D permet de tout manipuler, du plastique jusqu'aux cellules du vivant.
L'impression 3D permet de tout manipuler, du plastique jusqu'aux cellules du vivant. - WYSS INSTITUTE

Philippe Berry

L'impression 3D a quelque chose de magique. Couche après couche, n'importe quel objet peut sortir du néant. Plastique, métal, céramique, chocolat ou même cellules souches, les matériaux sont aussi nombreux que les possibilités. Après des années de stagnation, cette industrie devrait peser 5 milliards de dollars en 2020, selon le cabinet Wohlers Associates. Va-t-on vers une révolution industrielle 2.0 où assiettes et vêtements seront «made in home» à partir d'un modèle 3D? Pourra-t-on bientôt fabriquer un organe complet ou construire une base en poussière lunaire? 20 Minutes fait le point avec des experts.

Pour le grand public

Depuis environ deux ans, les imprimantes 3D deviennent mainstream. Dans la série The Big Bang Theory, deux geeks réalisent qu'ils peuvent créer des figurines à leur effigie en scannant leur visage en trois dimensions puis en l'imprimant. Si atteindre une telle qualité coûte encore cher, les modèles corrects d'entrée de gamme, qui utilise du plastique monochrome, démarrent au voisinage de 1.000 euros, comme le Cube de 3DSystem. Pour ceux qui veulent du bicolore, il y a le Replicator 2 de Makerbot, à 2.100 euros. Le projet d'imprimante de précision Form 1, lui, a créé l’enthousiasme sur le site de financement participatif KickStarter, levant 3 millions de dollars.

Pour se mettre à la modélisation 3D, Sketchup, MakerWare ou 123D sont abordables, même pour les débutants. Il est également possible de télécharger des modèles tout faits pour imprimer une tour Eiffel, une navette spatiale ou des créations originales. Les explications en vidéo:

Pour l'industrie

Le problème de l'impression couche à couche, c'est que les objets obtenus ont longtemps été friables. «C'est vrai pour les imprimantes grand public où la fonctionnalité n'a pas d'intérêt», relève Jennifer Lewis, professeur «d’ingénierie inspirée par le biologique» au Wyss Institute d'Harvard. Mais cette spécialiste de l'impression 3D le rappelle, le terme «recouvre de multiples techniques». Et certaines, via un laser qui fait fondre de la poudre, permettent d'obtenir des pièces ultra-résistantes utilisées en aérospatiale ou en Formule 1. Plusieurs entreprises misent sur la technologie pour fabriquer des voitures citadines assemblées en moins de 50 pièces imprimées en 3D.

Berok Khoshnevis, professeur d'ingénierie civile à USC, a lui, conçu une imprimante 3D géante qui devrait être capable de bâtir une maison en 24 heures, murs en béton, plomberie et électricité inclus. Cette approche est étudiée par les Américains et les Européens pour bâtir une base lunaire avec du sable prélevé sur place. «C'est tout à fait réaliste, il suffit juste de trouver la composition idéale», tranche Lewis.

Si le Fordisme a signé l'ère de la standardisation, l'impression 3D pourrait signer celle de la personnalisation. Il suffit de modifier le modèle virtuel pour changer un design à la volée sans devoir remplacer toute une chaîne de production. Si certains voient carrément la fabrication à domicile se développer à terme (vaisselle, meubles...), l'experte est dubitative car «certains matériaux nécessitent d'être manipulés à hautes températures. Elle mise plutôt sur le développement de centre d'impression louant leur matériel. En Belgique et aux Pays-Bas, la chaîne Staples s'apprête d'ailleurs à lancer un service d'impression en ligne et en boutique, sur le modèle de la photographie.

Les lois sur le copyright devront, elles, s'adapter, alors que le site BitTorrent The Pirate Bay propose depuis peu une catégorie «objet physiques». Il s'agit surtout de designs libres de droits mais la contrefaçon pourrait exploser.

Pour l'art et la mode

La pionnière s'appelle Neri Oxman. Au MIT, elle travaille la matière et les structures pour transcender l'art et le design, avec des courbes qui défient les méthodes de fabrication traditionnelles. Elle a encore collaboré avec la créatrice néerlandaise Iris van Herpen pour imprimer deux robes aperçues à la fashion week de Paris fin janvier.

La startup Continuum Fashion vise le grand public. Elle propose notamment un bikini en nylon sans coutures vendu 200 euros, avec une structure proche d'une cotte de mailles. «A ma connaissance, il n'y a pas encore d'imprimante qui puisse travailler avec du coton. Il serait sans doute possible d'en modifier une mais il faut un agent liant, donc le résultat ne serait pas forcément proche du feeling du tissu», explique à 20 Minutes la cofondatrice Jenna Fizel.

Pour la médecine

C'est le domaine le plus prometteur. En 2012, des médecins ont implanté la première mâchoire imprimée dans la bouche d'un patient. «En utilisant des matériaux synthétiques et du phosphate de calcium, le corps peut se régénérer autour et la structure devient presque de l'os», explique Jennifer Lewis.

Appareils dentaires, prothèses auditives... Grâce au duo scanner/impression 3D, les médecins peuvent surtout proposer du sur-mesure pour chaque patient. Plusieurs enfants handicapés peuvent désormais attraper des objets grâce à WREX, un exosquelette léger et ultra low-cost développé par l'hôpital Alfred duPont de Wilmington, dans le Delaware. Il peut facilement être réimprimé à mesure qu'ils grandissent.

La prochaine frontière est la manipulation du vivant. Le Graal: l'impression d'un organe complet. On en est encore loin, au moins dix ou vingt ans. «Pour l'instant, on sait surtout fabriquer des tissus à partir d'une encre cellulaire», note Keith Murphy, PDG d'Organovo, une entreprise biotech basée à San Diego. L'impression 3D sert à agencer certains types de cellules –même des cellules souches embryonnaires– pour obtenir de la peau, du muscle, du foie...

Le challenge principal, c'est l'épaisseur. «Quand on les empile, les cellules changent de comportement. Et pour que le tissu vive, il faut des vaisseaux sanguins», explique le dirigeant. Les réseaux capillaires en hydrogel ou en sucre n'en sont qu'à leurs balbutiements. Ils permettent toutefois déjà de garder un tissu en vie assez longtemps pour tester l'effet de médicaments. Pour Shaochen Chen, professeur de nano-ingénierie à l'université UCSD de San Diego «ce n'est qu'une question de temps». Il l'affirme à 20 Minutes: «Il n'y a pas de raison scientifique pour penser que c'est impossible. Nous arriverons à un organe complet.»

Pour la cuisine

Certaines imprimantes acceptent depuis longtemps l'encre-chocolat. Pour la Saint-Valentin, les Japonais peuvent même offrir des truffes modélisées d'après le visage de leur bien-aimée.

L'université de Cornell, dans l'Etat de New York, veut aller plus loin. Une équipe de chercheurs y expérimente du côté la cuisine moléculaire. En mélangeant différents composés chimiques, ils peuvent créer un gel qui a le goût de dinde ou de mozzarella, puis l'imprimer en différentes formes.

Pour l'instant, l'obstacle numéro un reste la consistance car chaque aliment a une densité différente. La technologie pourrait, à terme, réconforter des astronautes avec des saveurs maison. A moins qu'ils n'impriment carrément de la viande créée à partir de cellules de muscle. C'est la quête notamment poursuivie par Modern Meadow. Pour l'instant, imprimer un burger complet coûterait encore 200.000 euros. En attendant, l'entreprise dans laquelle a notamment investi l'entrepreneur Peter Thiel veut commencer par fabriquer du cuir. Que ce soit de la peau ou de la viande, l'avantage est le même: pas besoin d'élever, ni de tuer, un animal. Le slogan du futur: sauvez une vache, imprimez un steak.