1
00:00:00,949 --> 00:00:02,773
Je suis ravi d'être ici ce soir

2
00:00:02,773 --> 00:00:04,742
pour partager avec vous un projet

3
00:00:04,742 --> 00:00:07,242
sur lequel nous travaillons 
depuis plus de deux ans,

4
00:00:07,242 --> 00:00:09,796
dans le domaine 
de la fabrication additive,

5
00:00:09,796 --> 00:00:12,513
autrement dit, l'impression 3D.

6
00:00:12,513 --> 00:00:14,261
Regardez cet objet.

7
00:00:14,261 --> 00:00:18,359
Il paraît assez simple, 
mais en fait, il est assez complexe.

8
00:00:18,359 --> 00:00:21,800
C'est un ensemble de structures 
géodésiques concentriques

9
00:00:21,800 --> 00:00:24,795
qui sont toutes liées entre elles.

10
00:00:24,795 --> 00:00:31,347
Il est donc impossible de les fabriquer
avec des méthodes classiques.

11
00:00:31,347 --> 00:00:35,290
Sa symétrie ne permet pas
un moulage par injection.

12
00:00:35,290 --> 00:00:39,210
On ne peut pas le produire par fraisage.

13
00:00:39,210 --> 00:00:41,937
C'est un travail pour une imprimante 3D.

14
00:00:41,937 --> 00:00:43,868
Or, la plupart des imprimantes 3D

15
00:00:43,868 --> 00:00:46,488
nécessitent entre 3 à 10 heures 
pour le fabriquer.

16
00:00:46,488 --> 00:00:50,804
Je vais prendre le pari de le fabriquer
ce soir sur le plateau

17
00:00:50,804 --> 00:00:53,401
pendant cette présentation de 10 minutes.

18
00:00:53,401 --> 00:00:55,440
Souhaitez-moi bonne chance.

19
00:00:56,350 --> 00:00:59,624
Le terme d'impression 3D est inapproprié.

20
00:00:59,624 --> 00:01:03,919
En réalité, il s'agit d'impressions 2D
superposées à de nombreuses reprises.

21
00:01:03,919 --> 00:01:08,401
On utilise des technologies
associées à l'impression 2D.

22
00:01:08,401 --> 00:01:10,355
Ça ressemble à une imprimante jet d'encre

23
00:01:10,355 --> 00:01:13,430
qui applique de l'encre 
pour former des lettres.

24
00:01:13,430 --> 00:01:15,415
En accumulant les couches,

25
00:01:15,415 --> 00:01:18,415
on construit un objet tridimentionnel.

26
00:01:18,415 --> 00:01:20,267
La microélectronique utilise

27
00:01:20,267 --> 00:01:22,100
un procédé similaire,
la lithographie,

28
00:01:22,100 --> 00:01:24,296
pour fabriquer transistors,
circuits intégrés,

29
00:01:24,296 --> 00:01:26,617
et d'autres structures en continu.

30
00:01:26,617 --> 00:01:29,267
Toutes ces technologies 
d'impression sont du 2D.

31
00:01:30,487 --> 00:01:33,575
Je suis chimiste, 
et j'étudie la science des matériaux.

32
00:01:33,575 --> 00:01:36,077
Mes co-inventeurs, 
un chimiste et un physicien,

33
00:01:36,077 --> 00:01:38,439
sont aussi spécialisés dans les matériaux.

34
00:01:38,439 --> 00:01:41,327
On s'est progressivement intéressé 
à l'impression 3D.

35
00:01:42,467 --> 00:01:47,381
Les idées neuves sont souvent le fruit 
de connexions simples

36
00:01:47,381 --> 00:01:50,900
entre des personnes avec des formations 
et expériences différentes.

37
00:01:50,900 --> 00:01:52,806
Voilà notre histoire en deux mots.

38
00:01:54,266 --> 00:01:58,051
Une scène de T-1000 dans Terminator 2

39
00:01:58,051 --> 00:02:00,904
nous a inspirés.

40
00:02:00,904 --> 00:02:05,836
On a pensé qu'une imprimante 3D 
pourrait opérer de cette manière.

41
00:02:06,426 --> 00:02:11,052
Un objet s'élève d'une flaque

42
00:02:11,052 --> 00:02:13,520
pour créer en temps réel

43
00:02:13,520 --> 00:02:15,749
un objet fantastique,

44
00:02:15,749 --> 00:02:18,071
sans déchet.

45
00:02:18,071 --> 00:02:19,488
Exactement comme au cinéma.

46
00:02:19,488 --> 00:02:22,877
Pourquoi pas s'inspirer d'Hollywood

47
00:02:22,877 --> 00:02:26,384
et inventer des procédés
qui rendrait ça possible ?

48
00:02:26,384 --> 00:02:28,450
Tel fut notre défi.

49
00:02:28,450 --> 00:02:31,817
Si nous y parvenions, nous souhaitions

50
00:02:31,817 --> 00:02:35,671
améliorer les trois obstacles
qui empêchent l'impression 3D de percer

51
00:02:35,671 --> 00:02:38,086
en tant que processus de fabrication.

52
00:02:38,086 --> 00:02:40,317
D'abord, ça prend un temps fou.

53
00:02:40,317 --> 00:02:45,841
Certains champignons poussent plus vite 
que des pièces imprimées en 3D. (Rires)

54
00:02:47,281 --> 00:02:49,417
Le processus d'addition de couches

55
00:02:49,417 --> 00:02:52,319
provoque des défauts 
dans les propriétés mécaniques,

56
00:02:52,319 --> 00:02:56,056
qui peuvent être éliminés
en croissance continue.

57
00:02:56,056 --> 00:02:58,398
Si on atteint une vitesse critique,

58
00:02:58,398 --> 00:03:03,198
on pourrait utiliser 
des matériaux auto-polymérisables

59
00:03:03,198 --> 00:03:06,042
avec des propriétés époustouflantes.

60
00:03:06,042 --> 00:03:09,911
Si on gagne notre pari,
et qu'on imite vraiment Hollywood,

61
00:03:09,911 --> 00:03:12,912
on apportera une solution
à la fabrication 3D.

62
00:03:14,562 --> 00:03:16,092
Notre approche est la suivante :

63
00:03:16,092 --> 00:03:18,113
on se base sur les connaissances usuelles

64
00:03:18,113 --> 00:03:20,443
de la chimie des polymères

65
00:03:20,443 --> 00:03:23,313
pour mettre à contribution 
la lumière et l'oxygène

66
00:03:23,313 --> 00:03:26,553
et fabriquer des pièces en continu.

67
00:03:27,152 --> 00:03:30,099
La lumière et l'oxygène 
agissent de manière différente.

68
00:03:30,099 --> 00:03:33,141
La lumière peut transformer 
une résine en un solide.

69
00:03:33,141 --> 00:03:35,295
Elle transforme 
des liquides en solides.

70
00:03:35,295 --> 00:03:38,829
L’oxygène inhibe ce processus.

71
00:03:38,829 --> 00:03:41,180
D’un point de vue chimique,

72
00:03:41,180 --> 00:03:44,588
la lumière et l’oxygène sont situés 
sur des pôles opposés.

73
00:03:44,588 --> 00:03:48,001
En contrôlant l’espace 
entre la lumière et l’oxygène,

74
00:03:48,001 --> 00:03:50,288
on pourrait contrôler ce processus.

75
00:03:50,288 --> 00:03:53,539
Nous appelons ça: IPLC.
(Interface de Production Liquide Continue)


76
00:03:53,539 --> 00:03:56,335
Elle est articulée 
autours de 3 composants fonctionnels.

77
00:03:56,335 --> 00:04:00,326
Le réservoir qui contient la flaque,

78
00:04:00,326 --> 00:04:02,205
comme pour T-1000.

79
00:04:02,205 --> 00:04:04,691
Il y a une fenêtre spéciale 
au fond du réservoir.

80
00:04:04,691 --> 00:04:06,112
J'y reviendrai plus tard.

81
00:04:06,112 --> 00:04:09,802
Ensuite, il y a une plateforme 
qui descend dans la flaque

82
00:04:09,802 --> 00:04:12,481
pour en extraire l’objet.

83
00:04:12,481 --> 00:04:16,285
Le troisième composant est un système 
digital de projection de lumière,

84
00:04:16,285 --> 00:04:18,305
positionné en dessous du réservoir.

85
00:04:18,305 --> 00:04:22,048
La lumière projetée est 
de l’ultraviolet.

86
00:04:22,048 --> 00:04:25,271
La petite fenêtre dans le fond 
du réservoir est capitale.

87
00:04:25,271 --> 00:04:28,150
C’est une fenêtre très particulière, 
en composite.

88
00:04:28,150 --> 00:04:31,740
Elle est transparente à la lumière,
et perméable à l’oxygène.

89
00:04:31,740 --> 00:04:35,425
Ses caractéristiques sont identiques 
à des verres de contact.

90
00:04:35,425 --> 00:04:37,716
Observons comment ça fonctionne.

91
00:04:37,716 --> 00:04:41,130
Sous un procédé traditionnel, 
avec une fenêtre imperméable à l’oxygène,

92
00:04:41,130 --> 00:04:45,309
on constate ceci :
quand on descend la plateforme,

93
00:04:45,309 --> 00:04:48,018
on crée un patron bi-dimensionnel

94
00:04:48,018 --> 00:04:51,370
que l’on va coller sur cette fenêtre,
à l’aide d’un cache traditionnel.

95
00:04:51,370 --> 00:04:53,460
Avant d'ajouter une nouvelle couche,

96
00:04:53,460 --> 00:04:55,572
on sépare le cache 
de la couche précédente,

97
00:04:55,572 --> 00:04:58,451
on introduit de la résine, on la dépose,

98
00:04:58,451 --> 00:05:01,330
et on répète ce processus
autant de fois que nécessaire.

99
00:05:01,330 --> 00:05:03,234
Par contre, avec notre fenêtre spéciale,

100
00:05:03,234 --> 00:05:06,563
voici ce que nous sommes
capables de faire :

101
00:05:06,563 --> 00:05:09,266
quand la lumière entre en contact 
avec l’oxygène,

102
00:05:09,266 --> 00:05:11,856
l’oxygène inhibe la réaction.

103
00:05:11,856 --> 00:05:14,400
On crée ainsi une zone morte

104
00:05:14,400 --> 00:05:18,869
d’une épaisseur d’une dizaine de microns,

105
00:05:18,869 --> 00:05:22,096
soit l’équivalent de trois fois 
le diamètre d’un globule rouge,

106
00:05:22,096 --> 00:05:24,627
localisée sur la surface liquide 
de la fenêtre.

107
00:05:24,627 --> 00:05:26,577
On tire l’objet vers le haut.

108
00:05:26,577 --> 00:05:28,799
On l’a détaillé 
dans une revue scientifique,

109
00:05:28,799 --> 00:05:30,822
en altérant le volume d’oxygène,

110
00:05:30,822 --> 00:05:33,682
on modifie l’épaisseur des zones mortes.

111
00:05:33,682 --> 00:05:36,844
On contrôle un certain nombre 
de variables clefs



112
00:05:36,844 --> 00:05:39,609
à l’aide de logiciel très sophistiqués :

113
00:05:39,609 --> 00:05:42,771
le volume d’oxygène, 
la lumière et son intensité, les doses,

114
00:05:42,771 --> 00:05:45,817
la viscosité, la géométrie.

115
00:05:46,697 --> 00:05:49,460
Les résultats sont stupéfiants.

116
00:05:49,460 --> 00:05:53,196
C’est de 25 à 100 fois plus rapide
que l’impression 3D classique.

117
00:05:54,336 --> 00:05:56,170
C’est un élément déterminant.

118
00:05:56,170 --> 00:06:00,506
De plus, notre capacité d’apporter 
le liquide jusqu’à cette interface

119
00:06:00,506 --> 00:06:04,246
nous permettra d’augmenter 
la vitesse d’un facteur 1000.

120
00:06:04,246 --> 00:06:07,803
Ça va générer beaucoup de chaleur,

121
00:06:07,803 --> 00:06:09,296
En tant que chimiste,

122
00:06:09,296 --> 00:06:11,866
je suis passionné 
par les transferts de chaleur.

123
00:06:11,866 --> 00:06:15,805
Un jour, nos imprimantes 3D 
seront si rapides


124
00:06:15,805 --> 00:06:18,437
qu’elles seront refroidies à l’eau.

125
00:06:18,437 --> 00:06:22,500
Comme nous faisons croître les objets,
il n’y a plus de couches.

126
00:06:22,500 --> 00:06:24,314
Les pièces sont monolithiques.

127
00:06:24,314 --> 00:06:26,364
On ne voit pas la structure de la surface.

128
00:06:26,364 --> 00:06:29,057
La surface est moléculairement lisse.

129
00:06:29,057 --> 00:06:33,297
Les propriétés mécaniques
de la plupart des pièces imprimées en 3D


130
00:06:33,297 --> 00:06:35,523
sont notoirement influencées

131
00:06:35,523 --> 00:06:38,933
par l’orientation 
au moment de l’impression,

132
00:06:38,933 --> 00:06:41,354
à cause de la structure 
des couches additives.

133
00:06:41,354 --> 00:06:43,699
Mais si on fait croître des objets ainsi,

134
00:06:43,699 --> 00:06:47,368
l’orientation de l’impression 
n’influence pas leurs propriétés.

135
00:06:47,368 --> 00:06:50,317
Ils ressemblent à des pièces 
injectées dans un moule.

136
00:06:50,317 --> 00:06:53,729
C’est fondamentalement différent 
de la fabrication additive.

137
00:06:53,729 --> 00:06:56,429
Un autre avantage réside dans le fait

138
00:06:56,429 --> 00:06:58,609
que l'on peut utiliser
n’importe quel polymère

139
00:06:58,609 --> 00:07:00,835
mentionné dans les livres de chimie.

140
00:07:00,835 --> 00:07:04,606
On peut concevoir des chimies 
qui offrent les propriétés

141
00:07:04,606 --> 00:07:07,868
vraiment recherchées 
dans un objet imprimé en 3D.

142
00:07:07,868 --> 00:07:09,205
(Applaudissements)

143
00:07:09,205 --> 00:07:12,439
Le voici ! Super !

144
00:07:14,049 --> 00:07:17,627
Il y a toujours un risque 
que ça ne fonctionne pas sur scène.

145
00:07:18,057 --> 00:07:19,487
On peut avoir des matériaux

146
00:07:19,487 --> 00:07:21,186
aux propriétés mécaniques extra.

147
00:07:21,186 --> 00:07:23,494
On va pouvoir obtenir des élastomères

148
00:07:23,494 --> 00:07:25,955
très élastiques ou très amortissants.

149
00:07:25,955 --> 00:07:29,218
Je pense au contrôle des vibrations
ou à des chaussures de course.

150
00:07:29,218 --> 00:07:32,828
On peut créer des matériaux
d'une résistance incroyable,

151
00:07:32,828 --> 00:07:36,404
avec un rapport résistance-poids élevé.
Des matériaux vraiment solides,

152
00:07:36,404 --> 00:07:38,517
des élastomères fabuleux.

153
00:07:38,517 --> 00:07:41,242
Je vous en lance un.

154
00:07:41,242 --> 00:07:43,878
Ces matériaux ont 
des propriétés fantastiques.

155
00:07:43,878 --> 00:07:47,293
Si on parvient à fabriquer des composants

156
00:07:47,293 --> 00:07:50,973
qui ont les propriétés 
pour devenir une pièce finale,

157
00:07:50,973 --> 00:07:54,073
et que la vitesse de production 
est révolutionnaire,

158
00:07:54,073 --> 00:07:56,860
ça nous ouvre l'opportunité 
de transformer l'industrie.

159
00:07:56,860 --> 00:08:01,756
Aujourd'hui, la fabrication
inclut un soi-disant fil digital.

160
00:08:01,756 --> 00:08:04,858
Le processus est le suivant :
on part d'un dessin CAD,

161
00:08:04,858 --> 00:08:07,717
on crée un prototype 
et on passe à la fabrication.

162
00:08:07,717 --> 00:08:10,440
Le fil digital est souvent 
rompu au prototype.

163
00:08:10,440 --> 00:08:12,872
Impossible de conserver ce fil digital

164
00:08:12,872 --> 00:08:14,432
parce que beaucoup de composants

165
00:08:14,432 --> 00:08:16,587
n'ont pas les propriétés 
de la pièce finale.

166
00:08:16,587 --> 00:08:18,978
Maintenant, nous pouvons 
conserver le fil digital

167
00:08:18,978 --> 00:08:23,147
du dessin à la fabrication 
en passant par le prototype.

168
00:08:23,147 --> 00:08:26,176
Ça ouvre tout un tas de possibilités :

169
00:08:26,176 --> 00:08:30,629
des véhicules plus efficients,
avec de superbes propriétés structurelles,


170
00:08:30,629 --> 00:08:33,230
un ratio élevé de robustesse
par rapport à son poids,

171
00:08:33,230 --> 00:08:36,508
des nouvelles pales de turbines,
et plein d'autres merveilles.

172
00:08:37,468 --> 00:08:42,623
Imaginez que vous ayez besoin d'un stent
pendant une urgence.

173
00:08:42,623 --> 00:08:46,593
Le docteur ne prendrait plus un stent
aux dimensions standardisées

174
00:08:46,593 --> 00:08:48,822
dans une armoire.

175
00:08:48,822 --> 00:08:52,748
Il pourrait imprimer un stent
conçu pour vous, pour votre anatomie,

176
00:08:52,748 --> 00:08:54,789
et qui prend en compte vos particularités.

177
00:08:54,789 --> 00:08:58,038
Cette impression sur mesure
aurait lieu dans une situation d'urgence,

178
00:08:58,038 --> 00:09:02,357
et conduirait à rendre le stent 
inutile après 18 mois. Quel potentiel !

179
00:09:02,357 --> 00:09:05,753
Imaginez une dentisterie digitale,
qui fabriquerait ce type de structure

180
00:09:05,753 --> 00:09:08,814
pendant que vous êtes chez votre dentiste.

181
00:09:08,814 --> 00:09:11,530
Voici quelques structures 
créées par mes étudiants

182
00:09:11,530 --> 00:09:13,504
à l'Université de Caroline du Nord.

183
00:09:13,504 --> 00:09:16,313
Ce sont des microstructures remarquables.

184
00:09:16,313 --> 00:09:19,809
Partout dans le monde, nous avons 
du talent pour la nano-fabrication.

185
00:09:19,809 --> 00:09:23,599
La Loi de Moore conduit à des échelles 
plus petites que 10 microns.

186
00:09:23,599 --> 00:09:25,201
On est très fort.

187
00:09:25,201 --> 00:09:29,241
C'est par contre difficile de concevoir 
des objets entre 10 et 1000 microns,

188
00:09:29,241 --> 00:09:31,261
l'échelle moyenne.

189
00:09:31,261 --> 00:09:33,974
Les techniques par soustraction
de l'industrie du silicone

190
00:09:33,974 --> 00:09:35,510
ne sont pas appropriées.

191
00:09:35,510 --> 00:09:37,159
La gravure n'est pas très bonne.

192
00:09:37,159 --> 00:09:39,109
Notre processus est doux.

193
00:09:39,109 --> 00:09:41,484
Il permet de construire 
ces objets par élévation,

194
00:09:41,484 --> 00:09:43,590
en utilisant la fabrication additive,

195
00:09:43,590 --> 00:09:45,843
en quelques secondes.

196
00:09:45,843 --> 00:09:47,932
Toutes les applications sont touchées :

197
00:09:47,932 --> 00:09:51,217
les capteurs, les laboratoires sur puce,


198
00:09:51,217 --> 00:09:55,159
les systèmes d'administration 
de médicaments.

199
00:09:55,159 --> 00:09:59,983
Pouvoir créer des composants en temps réel

200
00:09:59,983 --> 00:10:02,816
avec les propriétés des pièces finales

201
00:10:02,816 --> 00:10:05,792
rend la fabrication par impression 3D 
vraiment viable.

202
00:10:05,792 --> 00:10:08,992
C'est très enthousiasmant.
Nous sommes à l'intersection

203
00:10:08,992 --> 00:10:15,589
entre les équipements, les logiciels
et la science moléculaire.

204
00:10:15,589 --> 00:10:19,705
Je suis impatient de voir 
ce que les concepteurs et ingénieurs

205
00:10:19,705 --> 00:10:22,509
vont concevoir dans le monde
avec cet instrument formidable.

206
00:10:22,509 --> 00:10:24,618
Merci.

207
00:10:24,618 --> 00:10:29,727
(Applaudissements)