L’impression 4D, des applications infinies ?

Alors que l’impression 3D commence à peine à se démocratiser en France, il se profile déjà une autre innovation qui permet une mise à niveau de ses fonctionnalités : l’impression 4D. Même si sa mise en œuvre est encore conditionnée par l’acquisition de compétences et d’outils de production plutôt complexes, elle promet un large éventail d’exploitations possibles…

Qu’est-ce que l’impression 4D ?

Selon l’encyclopédie de PC Magazine, c’est l’utilisation d'une imprimante 3D pour créer des objets qui changent de forme lorsqu'ils sont retirés de l'imprimante. Inventé au MIT en 2013, le but est de favoriser le processus d’auto-assemblage lorsque l’objet est exposé à l'air, l'eau ou la chaleur due à l'interaction chimique des matériaux utilisés dans leur fabrication.

Pourquoi l’appeler 4D ?


L'impression 4D sur un matériau adaptatif

Ce nom a été choisi car l’impression 4D peut changer au fil du temps, qui est connu comme la quatrième dimension dans l'espace-temps d'Einstein. Les formes elles-mêmes sont en fait définies lors de la phase de conception.

Une interaction programmée avec l’environnement

La quatrième dimension de l'impression 4D n’est pas une dimension littérale dans l'espace, mais la capacité de l'objet à changer au fil du temps. Les objets reproduits en utilisant une imprimante 4D vont grandir ou changer de forme en réponse à une sorte de déclencheur environnemental. Cette capacité unique de se dérouler est ce qui fait évoluer les matériaux intelligents. De nombreux réseaux sociaux dédiés proposent tutoriels, comparatifs, expérimentations et résultats. Le taux d’engagement dans ces communautés est important et est similaire à celui qui existe au sein des Fablabs (laboratoires de fabrication), qui se multiplient en France. Bref, l’impression 3D semble être par nature conversationnelle et communautaire.

L'impression 4D suscite déjà l’intérêt de nombreuses entreprises qui voient les possibilités inhérentes au modèle en 4 dimensions.

La prise du pouvoir par le consommateur

Cette tendance s’observe depuis un certain temps déjà avec le web 2.0, particulièrement les réseaux sociaux, et les autres interactions communautaires devenues courantes dans de nombreux domaines.

Elle se retrouve aussi dans la propagation de l’impression 3D qui est véhiculée par une communauté de makers passionnés de plus en plus large basée sur la collaboration et le partage de connaissances. Le DIY "Do It Yourself" (le "faire soi-même") est le processus plébiscité par les consommateurs.

Ce qui laisse présager ce que sera très certainement le comportement des consommateurs face à l’impression 4D une fois celle-ci aboutie et commercialisée dans les années à venir.

Le consommateur ainsi impliqué est devenu un consommacteur protégé par sa communauté, il n’est plus seul face à l’entreprise.

Qu'est-ce que cela change pour les entreprises ?

Fini le consommateur passif, les technologies ont entrainé une redistribution des rôles. Le consommacteur est à l’initiative aussi bien dans la co-création du produit, que dans la prise de contact direct avec l’entreprise grâce aux différents canaux numériques, simplement et sans contrainte.

L’impression 4D contraindra l’entreprise à s’impliquer de différentes manières, soit pour répondre aux nouveaux besoins de ses clients, soit pour concevoir des produits personnalisés impliquant cette technologie. Elle fera émerger de nouveaux usages et développera des services adaptatifs dans des secteurs même indirectement concernés par cette technologie.

Elle constituera un avantage concurrentiel indéniable pour les premiers à saisir le coche et à proposer les meilleures solutions.

L’impression 4D créera de nouveaux besoins (quitte à les créer) et nécessitera des orientations stratégiques dynamiques tournées vers l’avenir. Et ce sera aux entreprises de s’adapter pour les satisfaire…

Même les entreprises qui ne seront pas directement touchées par cette innovation devront continuer d’évoluer et demeurer en perpétuelle recherche d’amélioration.

Aujourd’hui la flexibilité, la réactivité, la possibilité de travailler avec un réseau de sous-traitants ou partenaires sont autant d’atouts qui permettront à l’entreprise de s’adapter à cette technologie qu’est l’impression 4D. Les entreprises doivent relever les défis de demain.

Un marché dynamique pour des applications très variées

L’impression 4D commence à peine à se déployer grâce à des chercheurs qui ont en train d'étudier ces transformations et de découvrir les applications possibles pour elles.

Un exemple de l’impression 4D sur des matériaux programmables dans les deux vidéos ci-dessous fournies par le laboratoire d’auto-assemblage au MIT qui montrent un aperçu de la fibre de bois dans la première et de la fibre de carbone dans la seconde.




Elle éveille déjà les imaginations les plus folles et promet un avenir passionnant avec de nouvelles applications possibles dans différents secteurs. Bientôt, grâce à l’impression 4D, on pourra concevoir des objets évolutifs. Ce qui modifiera inévitablement la chaîne de conception / production / diffusion dans la plupart des entreprises.

A l’exemple des M-blocks, petits robots polymorphes du MIT qui s'auto-assemblent en fonction des besoins. Ils sont capables d'adapter leur forme sur commande. Chaque cube contient un volant d'inertie tournant à 20 000 tours/minute. Lorsqu'il s'arrête, son moment cinétique est transféré au cube, qui se déplace et se repositionne parfaitement sur la construction grâce à l'action d'un aimant.
Les chercheurs imaginent en faire un système de ponts temporaires ou d'échafaudages intelligents pour les chantiers de construction. On peut même imaginer, dans nos maisons, des meubles qui s'adaptent à nos besoins, se déplaçant lorsqu'on approche avec un aspirateur ou qu'on a un besoin ponctuel d’une tablette supplémentaire.

Les matériaux adaptatifs seront utilisés afin que les objets puissent changer leur forme générale, leurs propriétés, ou même fonctionnalités. Les études actuelles font appel à des stimuli simples tels que l'eau, le mouvement et le changement de la température pour atteindre des transformations simples. Mais les chercheurs croient que de nouvelles études permettront de maîtrise des tâches plus spécifiques et des transformations plus complexes.

Autre scénario plausible, l’intervention directe des clients dès la conception d’un objet pour le personnaliser au maximum avant de passer une commande comme c’est déjà le cas avec l‘impression 3D.

Il y aura probablement un écosystème de production à deux vitesses : un prototypage très rapide fait à la maison, et un système plus abouti et qualitatif chez le prestataire professionnel. C’est aussi toute la chaine industrielle qui va se trouver modifiée et qui va devoir anticiper pour s’adapter à la nouvelle innovation technologique de l’impression 4D.

En amont, la chaîne demandera un minimum de compétences techniques aussi bien pour l’entreprise que pour le consommateur.

Cette nouvelle technologie devrait permettre de créer un grand nombre d'applications potentielles dans divers secteurs industriels (par exemple, de l'aérospatiale, de la défense, de l'automobile, les soins de santé, les infrastructures, la fabrication, l'emballage, etc.), y compris, auto-adaptatif, les matériaux auto-assemblés.

Pour la consommation courante on imagine que les entreprises vendront plus des moyens de production ou des licences (comme le projet mis en place par Castorama pour l’impression 3D par exemple) que des objets eux-mêmes.

Bien sûr, il y a un certain nombre de défis qui se dressent encore sur le chemin de cette prédiction. Pour un début, seulement quelques articles ont été fabriqués par les imprimantes 4D et sont déjà prometteurs.

Conclusion

Les expériences impliquant l’impression 4D sont encore assez limitées à ce jour.Les possibilités seront pratiquement illimitées une fois que la technologie sera au point. Selon les experts du MIT et d'autres laboratoires axés sur la 4D, l'avenir sera bientôt ici.

Les applications futures restent pour la plupart encore à inventer et imprimer un objet non seulement capable de s’auto-assembler, mais en plus d’interagir avec son environnement ouvre une multitude d’exploitations plausibles quels que soient les secteurs d’activité de l’entreprise.

L’impression 4D va changer de manière significative la façon dont le monde va concevoir et fabriquer.

Et, si vous avez une question ou besoin d'un conseil, n'hésitez pas à me contacter.

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