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Imprimer le monde en 3D

Beaucoup considèrent que l’impression 3D incarne la prochaine révolution industrielle. Ces machines présentent en effet le potentiel d’influer sur l’économie globale, de remodeler les processus de fabrication et de donner naissance à un nouveau monde dans lequel les entreprises pourront produire leurs propres matériaux de construction, leurs peintures, leurs plastiques et même des équipements médicaux. Pourtant, si l’impression 3D offre des opportunités infinies, cette technologie présente aussi certains risques. Explication dans cet article avec les experts FM Global.

imprimante 3d fm global

Depuis quelques années, l’impression 3D a beaucoup progressé. Commercialisées en 2009, les premières machines étaient capables de sortir un sifflet en plastique en quelques heures seulement. Aujourd’hui une imprimante 3D est capable de produire des pièces à partir de quasi n’importe quel matériau utilisé en fabrication traditionnelle. À l’heure actuelle, elle peut fabriquer des pièces d’avion et des assemblages de construction complexes.
FM Global suit depuis plusieurs années l’évolution de cette technologie. Cette année, le groupe a mené des études contextuelles pour mieux comprendre les risques associés à cette révolution. « La question numéro un est de savoir si nos clients courent des risques dont ils n’ont même pas conscience », résume Henry Febo, expert senior en normes de conception chez FM Global.

Groupe de travail sur les technologies avancées

Le projet de recherche a été initié par l’équipe ATWG (Advanced Technology Working Group) de FM Global, un groupe de travail mis en place spécifiquement pour étudier les technologies qui peuvent avoir un impact sur les préconisations du groupe en matière de prévention et de protection. Étant donné que les ingénieurs terrain FM Global font de plus en plus face à l’impression 3D, le groupe a décidé que ce domaine devait faire l’objet d’une étude approfondie.

« Les machines utilisées dans l’impression 3D restent très onéreuses », explique Franco Tamanini, directeur d’un groupe de recherche interne de FM Global. « À mesure que la technologie va se diffuser, les fabricants vont se doter de systèmes plus étendus de machines interconnectées. Cette expansion génère l’éventualité de dommages aux biens considérables et d’interruptions significatives d’activité. »

L’une des raisons qui explique que l’équipe ATWG ait choisi de garder un œil sur l’impression 3D est que ce phénomène implique un processus de fabrication entièrement nouveau. Les imprimantes fabriquent des composants en déposant de finies couches de matériaux et en les fusionnant par procédé thermique, souvent via des lasers. Le matériau de construction se compose généralement de matières fines et en poudre : métaux, plastiques, céramiques ou verre.

Nombre de sites de production peuvent n’avoir jamais fait face à ce type de matériaux. FM Global a déjà travaillé avec plusieurs clients afin de garantir que la manipulation, le stockage et le nettoyage de ces matériaux répondent aux normes de sécurité de FM Global. Les chercheurs ont également analysé le processus afin de mieux comprendre les nouveaux risques éventuels.

« L’une des préoccupations sous-jacentes concerne l’utilisation de poudres très fines, notamment métalliques, explique Henry Febo, expert en poussières combustibles chez FM Global. »« Contrairement à ce que l’on pourrait penser, si ces métaux se diffusent dans l’air et trouvent une source d’inflammation, ils peuvent exploser – et de manière très violente. »

« Pour l’heure, ces risques restent relativement limités en raison de l’utilisation à petite échelle de l’impression 3D et de la nature du processus », rassure-t-il. « Les imprimantes déposent de très fines couches et les fusionnent ensuite. En général, on n’observe pas beaucoup de poussières alentour. »
Les imprimantes 3D qu’il a étudiées font également appel à du gaz inerte en interne, là où le dépôt se fait, ce qui réduit encore le risque d’inflammation. Selon lui, le principal danger à l’heure actuelle est lié au nettoyage.
« Nous étudions les métaux combustibles depuis longtemps, des procédures existent par conséquent pour la manipulation, le nettoyage et le stockage. Certains clients ont l’expérience de ces matériaux, d’autres non. Un point de départ évident consiste à les sensibiliser aux risques. Par exemple, nettoyer les passages internes en soufflant de l’air dans la machine serait la pire chose à faire. Un nettoyage adapté passe au contraire par des unités statiques et fixées dans le sol. »

Aucun nouveau risque significatif

Pour l’heure, l’impression 3D ne présente pas de nouveaux risques significatifs. Les équipements peuvent s’intégrer à des sites de production à risque modéré avec une protection par sprinkleur automatique dans les zones de travail et les espaces de stockage.
Le nettoyage des pièces produites doit se faire sous des hottes ou des espaces confinés, dotés de systèmes adaptés d’aération et de collecte des poussières. Quand les alliages sont combustibles, les contrôles fondamentaux de sources d’inflammation doivent être en place. La manipulation des poudres et leur rejet doivent se faire conformément aux recommandations du fabricant et aux fiches de sécurité. En cela, les règles pour l’impression 3D ne divergent ainsi pas beaucoup des recommandations actuelles de FM Global.

Un avenir difficile à prévoir

À l’heure actuelle, la technologie est idéale pour produire un nombre restreint de pièces complexes, particulièrement utile dans le domaine de l’aérospatiale et de la médecine, mais avec l’amélioration du processus, l’impression 3D pourrait devenir adaptée à la production d’articles en très grand nombre. Les fabricants disposeraient alors de centaines d’imprimantes 3D, interconnectées, qui débiteraient des produits à la chaîne.
La croissance du rôle de l’impression 3D s’accompagne de celle des risques potentiels, prévient Jenny Chao, Responsable de recherche chez FM Global. Si l’utilisation actuelle à petite échelle ne pose pas de risque d’explosion significatif, les conditions pourraient évoluer dans un environnement de production à grande échelle : le stockage et la manipulation de poudres métalliques pourraient nécessiter des recommandations de protection radicalement différentes de celles en vigueur aujourd’hui.

« Nous devons nous demander quelles sont les innovations qui vont influer à l’avenir sur l’impression 3D. Pour l’heure, l’objectif est d’imprimer rapidement des pièces de grande taille, mais certaines innovations – à l’instar de l’impression à base de matériaux multiples sur une machine unique – pourraient radicalement transformer le secteur. Ce qui en retour pourrait initier un éventail de risques entièrement nouveaux, que nous devons comprendre afin de protéger les activités de nos clients » insiste Jenny Chao.
« Une machine destinée à produire des prototypes n’a rien à voir avec une production à grande échelle. Que se passe-t-il quand on passe de petites fioles de poudres à des conteneurs plus volumineux ? Quand des machines isolées sont remplacées par des centaines d’unités interconnectées ? »
Les chercheurs prévoient que l’impression 3D va redéfinir à terme l’intégralité du processus de fabrication. Les usines seront plus petites et plus proches du consommateur, car l’impression 3D fait fi des avantages d’une production à grande échelle. L’impression à la demande réduit le besoin de stocker les produits finis, et les matières premières et les liquides seront entreposés dans de grands containers.

« L’impression 3D a été vendue comme étant en mesure de réduire les chaînes logistiques, les chaînes de montage et les stocks », poursuit Jenny Chao. « Nous n’en sommes pas encore là mais, si ce principe devient une réalité, nos clients seront à même d’imprimer à la demande : plus besoin de faire venir de multiples pièces depuis un réseau de chaînes logistiques réparties partout dans le monde. Ce changement implique qu’en plus des préoccupations à l’égard de l’explosion et de la réactivité des matériaux, les clients pourraient aussi faire face à des risques liés aux équipements ; d’où un impact significatif potentiel sur la continuité de l’activité. »
Si l’imprimante 3D à domicile s’apparente encore au skateboard volant de Retour vers le futur, on table à terme sur une imprimante présente dans chaque domicile. Une fois votre pull préféré usé jusqu’à la corde, il vous suffira d’en imprimer un nouveau.
« La technologie va continuer d’évoluer et nous ne sommes pas entièrement certains de ce qui nous attend », prévient Mark Blank. « Où que tout cela nous mène, nous nous engageons à rester à la pointe des évolutions et à gérer efficacement ces changements afin de pouvoir respecter les normes les plus pointues en matière de prévention des dommages aux biens. »

FM Global est le spécialiste mondial de la prévention, la gestion et l'assurance des risques industriels. Un seul but: garantir aux entreprises la continuité de leurs activités partout dans le monde.

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