Une pièce de rechange en moins d’une heure

Triple zut! le couvercle du compartiment des piles vient de se briser. Ou bien l’une des charnières en plastique d’une paroi de douche articulée. Ou encore le tiroir à poudre à lessive de la machine à laver. Trois drames, un point commun: il est souvent impossible de se procurer la pièce de rechange. Reste la solution du rafistolage maison ou du remplacement de l’appareil dans son ensemble.

Mais l’arrivée des imprimantes 3D offre, aujourd’hui, l’alternative de recréer la pièce endommagée. Complexe et coûteuse il y a quelques années encore, cette technologie est désormais à la portée de presque toutes les bourses. Pour quelques centaines de francs, on peut se procurer une imprimante à fil plastique, la technologie la moins coûteuse. Mais, pour remplacer une pièce défectueuse une ou deux fois l’an, l’investissement en vaut-il la chandelle? Celui qui estime que non a encore la possibilité de s’adresser à une entreprise spécialisée dans l’impression 3D en lui transmettant un objet à dupliquer, déjà modélisé ou non.

Encore cher dans le commerce

Une dizaine d’entreprises romandes sont déjà actives sur ce marché. Leur principal atout: elles utilisent des technologies différentes, nettement plus coûteuses, qui permettent d’imprimer des pièces plus complexes et dans une plus grande diversité de matériaux. «Notre technique est basée sur la solidification d’un mélange de poudres, explique, par exemple, Olivier Zieschank de d3Dprint (Cugy/VD). Nous travaillons surtout avec une clientèle commerciale. Nos services sont aussi ouverts aux particuliers, mais, pour réaliser une simple pièce de rechange à un seul exemplaire, le coût est encore assez dissuasif.» Un bref tour d’horizon du marché le confirme: il est encore compliqué et peu rentable, pour un quidam, de faire appel à ces sociétés afin de dupliquer un objet. Leur clientèle type reste majoritairement des architectes, des ingénieurs ou de grandes entreprises. Ou alors Monsieur Tout-Le-Monde, mais pour des objets bien spécifiques, comme les figurines 3D à sa propre effigie.

Fait maison, mais pas chez moi

Il existe toutefois une autre option: prendre la route d’un laboratoire de fabrication ou «fab lab», local ouvert au public et qui met à disposition toutes sortes d’outils et de machines pour concevoir et réaliser ses propres objets. Le concept existe depuis le début des années 2000. La Suisse romande abrite déjà plusieurs laboratoires de ce genre, souvent hébergés dans les locaux des universités ou des hautes écoles. La plupart d’entre eux sont équipés d’au moins une imprimante 3D. Le FabLab de Neuchâtel, l’un des pionniers du genre, en possède même six, dont des modèles de pointe avec, chacune, ses spécificités. Contre un tarif à l’heure, n’importe qui peut utiliser le matériel pour réaliser ses projets, tout en bénéficiant de l’encadrement et des conseils de spécialistes. En pratique, comment se déroulent les opérations?

Visite (et photos!) sur place.

Etape 1: la modélisation

La première chose à faire est de modéliser l’objet en trois dimensions. Deux solutions pour cela: l’utilisation d’un logiciel de dessin ou d’un scanner 3D. «Le scanner s’utilise avant tout pour les formes organiques ou artistiques, explique Jérôme Mizeret, responsable du FabLab Neuchâtel. Mais, pour les formes géométriques, où tout est mesurable, on préfère toujours dessiner la pièce.» Il ne lui faut pas plus de 10 minutes pour dessiner une brique de genre Lego (photo (1)). Et, pour un non-spécialiste? «Les logiciels que nous mettons à disposition sont faciles à maîtriser. Une demi-journée de formation, donnée ici-même, suffit pour une pièce comme celle-ci, une journée pour des formes plus complexes.» Parfois, on peut même sauter cette étape, car on trouve sur internet des sites spécialisés dans les modèles en 3D qui proposent au téléchargement – payant ou non – des milliers d’objets en tout genre.

Etape 2: l’impression

Le fichier informatique contenant la modélisation de l’objet (2) est envoyé à l’imprimante. La pièce choisie pour le test étant simple, Jérôme Mizeret opte pour une machine traditionnelle à fil plastique (3). «Même sur ces modèles simples, on commence à avoir le choix entre plusieurs matériaux, par exemple des fils en alliage plastique/bois ou plastique/laiton», précise-t-il.

La tâche commence aussitôt (photo principale). Il faudra un petit quart d’heure à l’appareil pour déposer toutes les couches de plastique, avec une précision de l’ordre du dixième de millimètre en longueur et en largeur, et du demi-millimètre en hauteur de couche (4). L’impression terminée, il reste à vérifier si la précision est suffisante pour permettre l’emboîtement des deux pièces. Résultat mitigé: il faut forcer un peu. «C’est notamment pour cela qu’on recommande toujours de modéliser des pièces mécaniques avec un logiciel de dessin 3D plutôt qu’avec un scanner, explique Jérôme Mizeret. On voit que la base de la pièce s’est un peu élargie pendant l’impression et empêche un bon emboîtement. Il suffit donc de retoucher légèrement le dessin 3D pour corriger le tir et réimprimer un exemplaire. Tandis que, avec le scanner, on obtient un nuage de points, difficile voire impossible à modifier.»

Il n’est toutefois pas illusoire de parvenir à un résultat extrêmement précis. Pour preuve: un bracelet de montre composé d’une vingtaine d’éléments emboîtés (5) a été réalisé avec la même imprimante. Plus fort, une clé à molette fonctionnelle (6) a pu être imprimée, mais avec un appareil plus performant.

Dernière étape: payer pour l’utilisation des machines. A Neuchâtel, c’est 20 fr. l’heure ou 10 fr. avec un abonnement semestriel à 200 fr. Plus la matière, dont le coût est ici négligeable: 16 ct. environ pour notre pièce de 4 grammes! «Le but d’un fablab n’est pas de faire de l’argent, précise Barthélémy Dunan, qui encadre les activités du jour. Par exemple, nous n’allons pas forcément facturer le temps passé pour faire des essais et des pièces ratées. L’objectif est avant tout de partager des connaissances, de permettre à chacun de développer un projet, de trouver des partenaires.» Et de faire naître des vocations? Car le domaine de l’impression 3D est en pleine effervescence, et ses applications presque sans limites: on imprime déjà des prothèses médicales, et on parle même de réaliser des organes…

Vincent Cherpillod