Les technologies 3D ont révolutionné notre manière de produire. Mais est ce écologique et durable ? Sekkoia vous partage sa vision sur le sujet
C’est indéniable : l’impression 3D offre de nombreux avantages à ses utilisateurs. Elle simplifie le quotidien et permet de réaliser des choses jusque‑là impossibles.
Mais existe‑t‑il un revers à la médaille ? Comme pour toutes les technologies numériques, son impact en matière de développement durable reste difficile à appréhender pour les néophytes.
Alors, qu’en est‑il vraiment ?
Dans cet article, nous vous donnons toutes les clés de lecture basées sur notre expérience pratique avec l’impression 3D plastique en procédé FDM (celui des imprimantes à filament) : impact des matières, fonctionnement des machines, fabrication, infrastructures numériques, logistique, mais aussi usages et impact de l’humain qui imprime.
1 – Un peu de théorie sur l’impact environnemental
L’impact écologique d’une activité, d’un produit ou d’un service ne se résume pas au bilan carbone à un moment donné.
L’analyse de l’impact environnemental vise à évaluer les effets sur l’environnement tout au long de son cycle de vie, depuis l’extraction des matières premières jusqu’à sa fin de vie. Elle examine notamment la consommation de ressources, les émissions de gaz à effet de serre, la pollution de l’air, de l’eau et des sols, ainsi que la production de déchets. Cette démarche permet d’identifier les étapes les plus impactantes, de comparer différentes options et de proposer des pistes d’amélioration pour réduire l’empreinte écologique globale. Elle constitue ainsi un outil essentiel pour orienter les décisions vers des choix plus durables et responsables.
Pour les activités d’impression 3D, il faut prendre en compte les étapes suivantes :
- Conception & activité numériques
- Fabrication et livraison des matières et consommables
- Fabrication et livraison des machines
- Utilisation des machines
- Logistique et transport
et analyser leurs différents impacts :
- Consommation des ressources (minéraux, métaux, eau, energie, végétaux)
- Emission de CO2 et gaz à effet de serre
- Déchets et pollution
- Impact sur la biodiversité
2 – Les matériaux
La matière utilisée pour fabriquer le filament n’est pas fondamentalement différente de celle employée pour produire des objets plastiques en grande série. La principale variation réside dans la mise en forme : granulés pour l’injection plastique, filament extrudé pour les bobines d’impression 3D. Les machines mobilisées sont d’ailleurs souvent similaires, ce qui fait que l’empreinte carbone liée à la consommation d’énergie pour produire la matière reste globalement comparable entre impression 3D et fabrication traditionnelle.
Du point de vue des ressources naturelles, le constat est le même : les plastiques peuvent être issus du pétrole, de matières végétales ou du recyclage. Le PLA, très utilisé en impression 3D, est biosourcé et provient de végétaux, tandis que le PETG est souvent issu de la filière des bouteilles plastiques recyclées. Le PLA présente un intérêt carbone puisqu’il provient de plantes ayant absorbé du CO₂, mais sa production nécessite beaucoup d’eau et peut entrer en concurrence avec les cultures alimentaires. Pour donner quelques chiffres, 1 kg de PLA émet 1kg de CO2 pour sa fabrication, alors que pour 1kg de PETG ou de PA on monte à 6kg.
En revanche, la gestion des déchets constitue la principale différence entre les deux procédés. Les bobines de filament finissent fréquemment à la poubelle, contrairement aux « big bags » utilisés en industrie, bien moins générateurs de déchets. Même si des solutions émergent (systèmes de recharges, réutilisation des bobines), l’impression 3D produit également beaucoup de rebuts liés aux impressions ratées, alors que la fabrication en grande série génère très peu de déchets, souvent recyclés directement en ligne.
Au final, l’empreinte carbone et l’usage des ressources aboutissent à un match nul, mais la fabrication industrielle garde un net avantage en matière de gestion des déchets.
3 – Utilisation de la machine / impression
La fabrication des pièces diffère fortement entre un procédé industriel et l’impression 3D : une pièce de 100g est produite en 30 secondes en injection plastique, contre plusieurs heures en impression 3D. Les puissances mises en œuvre ne sont toutefois pas comparables, ce qui complique la comparaison de leur empreinte carbone liée à la consommation électrique.
Nous avons donc réalisé un calcul simple :
Une machine industrielle nécessite environ 10 kWh pour transformer 1 kg de matière, soit 1 kWh pour une pièce de 100g. En impression 3D, une machine FDM de bureau (type Creality Ender 3), équipée d’une alimentation de 350 W, consomme en moyenne 100 W pendant l’impression. Une pièce complexe imprimée en 10 heures consommera donc elle aussi environ 1 kWh. Contrairement à la machine industrielle, dont la consommation reste stable quelle que soit la complexité de la pièce, l’imprimante 3D consomme proportionnellement au temps d’impression, donc à la complexité et à la qualité recherchées.
À première vue, une machine industrielle très puissante mais très rapide semble avoir une empreinte carbone équivalente à celle d’une imprimante 3D peu puissante mais lente.
Alors, Match nul ? Pas tout à fait.
Alors qu’une imprimante 3D démarre en quelques minutes et peut produire une pièce unique sans préparation lourde, une machine industrielle nécessite environ deux heures de réglages avant de commencer la production. Elle est donc extrêmement performante pour les grandes séries, mais très peu adaptée aux petites quantités. Pour une pièce unique, elle consomme théoriquement deux heures d’énergie pour les réglages, contre seulement 30 secondes pour la fabrication.
C’est précisément là que l’impression 3D prend tout son sens : pour les grandes séries, l’avantage écologique est nul, mais pour les pièces unitaires ou les petites séries, elle ne consomme que l’énergie strictement nécessaire.
Résultat de cette manche : avantage à l’impression 3D pour les petites séries, égalité pour les grandes quantités.
4 -Logistique
C’est probablement un des avantages écologique les moins connus, mais pourtant bien réels de l’impression 3D : on produit au plus près du client, avec un avantage de délai évident, mais aussi d’empreinte carbone liée au transport. Elle n’est pas complètement nulle car il faut bien amener la matière, mais comme elle est dense sous forme de bobine, le bilan carbone est très favorable à l’impression 3D. Et si en plus vous utilisez des producteurs européens (voire Français) de matière, votre bilan environnemental pour la logistique passe au vert. Chez Sekkoia, nous essayons de privilégier systématiquement les fournisseurs européens quand cela est possible.
Le dernier point qui ne nous satisfait pas à 100 % sur le bilan carbone des transports, c’est que la majorité des machines et pièces détachées grand public viennent d’Asie. Cependant quand on monte en gamme, on trouve d’excellentes machines faites sur le continent. Donc si vos besoins et votre budget le permettent, n’hésitez surtout pas : vous pourrez combiner performance, service de qualité et bilan environnemental.
Conclusion : avantage à l’impression 3D
5 – Services digitaux
L’empreinte environnementale des outils et services numériques liés aux technologies 3D est loin d’être négligeable : les data centers consomment beaucoup d’énergie — donc émettent du CO₂ — ainsi que d’importantes quantités d’eau. Le téléchargement de logiciels, de firmwares ou de modèles 3D génère un peu de CO₂ lié au stockage et au transfert des fichiers, mais cela reste relativement limité.
En revanche, abordons maintenant le sujet qui fâche : l’IA générative appliquée à la création de modèles 3D.
Avec des machines devenues réellement « plug & play », il est tentant pour les personnes ne maîtrisant pas la modélisation de s’appuyer sur l’IA pour gagner en autonomie. Certains services proposent même de générer des modèles à partir de photos et de descriptions. Sans discuter ici de la qualité ou de la pertinence de ces outils par rapport à un travail humain, leur impact environnemental est préoccupant : selon Ekwateur, une recherche Google émet environ 0,2 g de CO₂, une requête ChatGPT autour de 2 g, et la génération d’une image près de 100 g. Il n’existe pas encore de données officielles pour la génération d’un modèle 3D, mais on peut raisonnablement supposer un ordre de grandeur similaire, en se basant sur un mix énergétique majoritairement fossile (environ 1 kg de CO₂ émis par kWh produit). Autrement dit, un modèle 3D généré par IA peut émettre autant de CO₂ qu’une heure d’impression 3D. Et dans la pratique, il faut souvent trois ou quatre essais pour obtenir un résultat exploitable.
Conclusion : tous les bénéfices environnementaux évoqués précédemment peuvent être complètement annulés par la génération d’un modèle 3D via IA. À utiliser donc avec précaution.
Chez Sekkoia, nous avons réalisé quelques tests très limités — principalement pour comparer la qualité entre trois services — puis nous avons arrêté, à la fois parce que les résultats n’étaient pas satisfaisants et parce que l’impact écologique nous inquiète réellement.
6 – Impact de l’humain
Dernier élément de l’équation écologique de l’impression 3D, et un peu inattendu : l’humain. L’impression 3D est ce que nous en faisons, donc soyons raisonnables et raisonnés.
Le coté ludique des technologies 3D peut nous amener à se servir la technologie pour le plaisir de l’utiliser.
Soyons honnête, qui ne s’est jamais dit : qu’est ce que je pourrai bien imprimer aujourd’hui ? Rien de mal à ça, mais poussé à l’extrême, on en arrive à imprimer des objets dont on n’aurait jamais eu besoin sans imprimante. Et idem pour l’utilisation de l’IA pour générer les modèles 3D.
Conclusion
L’impression 3D est pratique, utile, ludique et peut globalement être plus écologique que l’achat de produits industriels. En particulier pour faire des pièces unitaires, sur mesure, réparer des objets et de nombreux usages de bon sens pour faire des objets durables.
Par contre il faut garder en tête 2 impacts environnementaux significatifs :
- Elle génère des déchets plastiques, avec tous les impacts liés à la pollution aux microplastiques : donc soyez vigilants avec vos déchets d’impression
- L’utilisation de l’IA pour réaliser des modèles émet énormément de CO2. On peut toujours espèrer que les data centers seront plus économes en énergie dans le futur, mais pour le moment, on vous recommande de l’utiliser avec parcimonie.
Si vous respectez ces deux conseils, vous pourrez vous faire plaisir ou travailler en imprimant, tout en respectant la planète. Alors bonnes impressions !
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