Monographie Fab labs et imprimantes 3D

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1 Monographie Fab labs et imprimantes 3D Quelle intégration du citoyen en R&D et dans la production industrielle? Comment les entreprises doivent elles réagir face à l open innovation? Par Ladislas Robin, Romain Saillant, Antoine Bousseau, Etienne Gerat et Ludovic Bondon Année Département EII, 3 ème année

2 1 35 Monographie Fab labs et imprimantes 3D INSA de Rennes Remerciements Nous souhaitons remercier dans un premier temps, les professeurs et encadrants pour nous avoir aidés et accompagnés tout au long de ce projet, et plus particulièrement Hélène PRIGENT, Simon LE BAYON, Samuel TIERCELIN et Damien BELVEZE. Nous remercions tout particulièrement John LEJEUNE pour avoir accepté de répondre à nos questions dans le cadre d une interview sur le FabLab de Rennes. Nous adressons enfin nos remerciements à toutes les personnes qui nous ont aidés dans la réalisation de ce projet.

3 2 35 Monographie Fab labs et imprimantes 3D INSA de Rennes Table des matières Remerciements... 1 Introduction De nouveaux outils De nouveaux outils de fabrication Les imprimantes 3D Autres Outils L électronique open source : le modèle Arduino Concevoir et partager Des outils de CAO accessibles Numériser le réel : les scanners 3D Le partage des fichiers Les Fablabs Historique Les fab labs aujourd hui Intérêt et avenir L exemple du Fab Lab de Rennes Le citoyen au cœur de l innovation Le partage, un nouveau moteur d innovation Une intelligence collective La question de la propriété intellectuelle Trouver un modèle juridique Des innovations liées aux fab labs Prothèses à faibles coûts Combattre l obsolescence programmée Des réponses à des problèmes locaux Les start-up fondées sur le modèle open hardware Les communautés innovantes Une innovation du citoyen facilitée Le service d impression 3D par internet L intégration dans les entreprises De nouveaux défis Les entreprises diffusant des biens matériels simples Le commerce High Tech Les Entreprises intégrant l open Innovation... 27

4 3 35 Monographie Fab labs et imprimantes 3D INSA de Rennes Renault, le projet ReFaire (les fablabs dans l entreprise) L open innovation entre entreprises Les possibles évolutions Une analogie avec des problèmes passés L interface entre l industrie et le public Le fab lab au centre du système Conclusion Bibliographie Annexes Retranscription d interview Abstract Résumé... 35

5 4 35 Monographie Fab labs et imprimantes 3D INSA de Rennes Introduction Depuis peu, on assiste à une démocratisation grandissante des imprimantes 3D. Celles-ci deviennent de plus en plus abordables et de plus en plus performantes. De plus, on peut voir fleurir des Fablabs un peu partout dans le monde. Ce sont des lieux dédiés à la conception de prototype à l aide d outils à la pointe de la technologie tels que des découpeuses laser ou imprimantes 3D. Ceci rend accessible au citoyen des moyens efficaces qui facilitent grandement l innovation. Ainsi de plus en plus de bricoleurs et d amateurs de nouvelles technologies se mettent à concevoir des objets et système. Ce mouvement n en est encore qu à ses balbutiements, mais intéresse déjà beaucoup les entreprises, politiciens et juristes. Cette tendance fascine certains et en inquiète d autres et beaucoup de questions et de polémiques gravitent autour d elle. Ainsi certaines entreprises semblent déjà être touchées par ce mouvement (Lego, Warhammer) et beaucoup de problèmes commencent à apparaître concernant la propriété intellectuelle. En tant que futurs ingénieurs, deux questions nous préoccupent un peu plus que les autres : Quelle intégration du citoyen dans la recherche & développement et dans la production industrielle? Comment les entreprises doivent elles réagir face à l open innovation? Pour répondre à ces questions, nous avons effectué plusieurs recherches et interviews auprès de professionnels des FabLabs. Nous allons donc retrouver dans ce dossier, plusieurs grandes parties qui traiteront dans un premier temps des nouveaux outils de fabrication numérique (imprimantes 3D, découpeuses laser, etc.). Puis nous interviendrons sur les rôles du citoyen dans l innovation (par le partage de connaissance, l utilisation des FabLabs mais également par le respect de la propriété intellectuelle). Enfin dans une troisième partie, nous parlerons de l intégration des entreprises dans ce processus d innovation participative et citoyenne.

6 5 35 Monographie Fab labs et imprimantes 3D INSA de Rennes 1 De nouveaux outils La révolution technologique a permis en quelques années de développer des outils de pointe, plus particulièrement pour l industrie. Le marché s attaque cependant aussi aux consommateurs. Dans cette partie, nous allons étudier les différentes formes d innovation technologique qui ont permis au citoyen de s essayer à la production. 1.1 De nouveaux outils de fabrication Les imprimantes 3D Une imprimante 3D est un outil capable de créer des objets avec des formes géométriques plus ou moins complexes dans l espace, grâce à une matière première (plastique, résine, métal ) et à un fichier numérique. Le principe est de tracer, grâce à l ajout de la matière première (on parle donc de fabrication additive ), une forme en deux dimensions puis de décaler l objet selon une troisième dimension et tracer une nouvelle couche. Après l ajout successif de ces différentes couches, on obtient le produit fini en 3 dimensions. Cet outil se différencie donc d autres outils de fabrication numérique principalement par le fait qu il n enlève pas la matière à partir d un bloc mais l utilise directement pour créer l objet, donc sans aucune perte. Il se différencie également d autres procédés par le fait qu il n y ait nullement besoin d un moule. Au niveau de la technologie utilisée, il existe trois grandes familles d imprimantes 3D. La première famille, celle des imprimantes 3D grand public, consiste à imprimer du plastique fondu grâce à une tête qui se déplace. Le plastique, en se refroidissant à l air libre, durcit alors immédiatement. Figure 1 : Une imprimante 3D

7 6 35 Monographie Fab labs et imprimantes 3D INSA de Rennes Les deux autres familles sont beaucoup plus présentes dans l impression tridimensionnelle professionnelle. L une d entre elles consiste, à partir d un liquide, à l exposer à un laser ce qui va avoir pour effet de le durcir au point où il est exposé. Cette technique est la plus souvent choisie car elle est la plus précise des trois. Enfin, la dernière technique consiste à lier une poudre déjà présente dans le bac d impression, soit à l aide d une colle soit à l aide d un laser qui agglomérera la poudre. Cette technique peut être choisie pour la diversité des matériaux utilisables : bronze, céramique, nylon, titane, cire Au vu des multiples avantages comme la précision, la facilité d utilisation, la rapidité, ou encore le fait qu elle ne perde pas de matière première, l imprimante 3D est un outil qui va rapidement s imposer, tant chez les particuliers que chez les professionnels. Chez les particuliers, elle peut servir à rapidement pouvoir imprimer des pièces de remplacement de certains appareils qui peuvent être dures à retrouver sur le marché, ou encore à imprimer des objets à la géométrie simple qui coûtent moins cher à imprimer qu à acheter. Elle peut également servir aux inventeurs, aux amateurs de DIY (Do It Yousef), voire aux personnes qui cherchent à créer des prototypes d un produit qu ils souhaitent lancer en créant une startup par exemple. Chez les professionnels, elle commence à se faire de plus en plus rentable pour tout ce qui concerne de petites quantités. Par exemple lors d une phase de prototypage, elle peut permettre de tester plus rapidement certaines idées ou des parties du futur produit. Ainsi, certaines entreprises peuvent gagner jusqu à 6 mois lors de la phase de développement d un projet. Elle est également économiquement rentable pour la production de petites séries, et commence ainsi à être de plus en plus utilisée dans des secteurs comme l aéronautique, certaines pièces d avions ou de fusées n étant fabriquées qu un nombre limité. Pour toutes ces raisons, et en considérant le fait qu elle sera de plus en plus performante et de moins en moins chère, nous pouvons envisager que l imprimante 3D va avoir une influence croissante dans nos vies durant les prochaines années.

8 7 35 Monographie Fab labs et imprimantes 3D INSA de Rennes Autres Outils L imprimante 3D étant sans doute l outil le plus novateur, on peut malgré cela trouver d autres outils de fabrication numérique. Si leurs fonctionnalités croisent celles de l imprimante 3D, parfois leur utilisation sera plus adaptée à certains travaux. Premièrement, il y a les découpeuses laser. Il s agit de machines programmables par ordinateur permettant de découper de façon très précise et propre des matériaux de faible épaisseur et de compositions très variées. La concentration d un laser permet un chauffage très localisé et puissant afin d éliminer la matière par évaporation. Leur coût relativement élevé est compensé par un coût d utilisation très restreint. Figure 2 : Schéma éclaté d'une pointe de découpeuse laser Ensuite viennent les découpeuses jet d eau. Programmables également et utilisées en complément des découpeuses laser, elles permettent, par propulsion d un fluide à très haute pression souvent accompagné d un abrasif, de découper des matériaux non adaptés au laser, car trop épais, trop solides (certains minéraux) ou trop réfléchissants. Pratiquement tous les matériaux peuvent être coupés de cette manière, à laquelle on préférera le laser lorsque c est possible, pour des raisons de coût, précision et déchets. La fraiseuse, outil répandu dans les ateliers, permet l usinage de pièces pour la plupart métalliques. Il existe de nombreux types de fraiseuses, mais leur principe est commun : la création de pièces par enlèvement de matière. Elles sont programmées afin de réaliser des opérations complexes et précises en taillant dans un bloc initial. Leurs limites sont le matériau, l usure de l outil, la forme désirée. On les préférera aux découpeuses lorsqu il faudra tracer des formes plus complexes (courbes, bols ), et aux imprimantes 3D lorsque le matériau et la forme le permettent, car plus rapides et parfois plus économiques.

9 8 35 Monographie Fab labs et imprimantes 3D INSA de Rennes L électronique open source : le modèle Arduino Fabriquée en Italie par la société Smart Projects, Arduino est une carte électronique se composant d un microcontrôleur (généralement Atmel) et de son interface d entréessorties. Ses plans (schéma et typons) sont disponibles sur le site officiel (http://www.arduino.cc/fr/), Arduino se basant en effet sur l open hardware comme marque de fabrique. Il est également possible de programmer la carte électronique avec un logiciel libre fourni avec l appareil. Cette carte permet d introduire l électronique ainsi que la programmation industrielle pour tous (le langage étant basé sur du C simplifié ) et permet d effectuer autant de tâches différentes qu il y a de sorties (robotique, domotique, interfaces diverses, transmission de données ). Figure 3 : Carte imprimée Arduino Elle peut également communiquer avec d autres cartes du même type ou d autres appareils en communication série et permet même de piloter de petits moteurs à courant continu avec ses sorties PWM (Pulse Width Modulation : Modulation de Largeur d Impulsions). L interface dispose généralement d une entrée USB pour pouvoir le connecter à un PC et pouvoir ainsi exporter une application dans le microcontrôleur. Figure 4 : Module complémentaire avec afficheur LCD Plusieurs modules d entrées et/ou sorties ont été développés pour ceux qui ne peuvent pas souder eux-mêmes leurs composants. Ils sont adaptables sur la carte d interface et sont achetables séparément en ligne (écran LCD, afficheur 7 segments, transmetteurs XBee sans fil, boutons rotatifs, etc ). Au niveau de la programmation, même les débutants s y retrouvent. En effet, de nombreux tutoriels et exemples d applications sont disponibles sur la toile et notamment sur le forum officiel d Arduino (avec la documentation de toutes les fonctions disponibles dans le logiciel). De nombreux projets innovants à base d Arduino ont vu le jour et sont maintenant à disposition du public via internet comme des drones, des horloges à persistance rétinienne, des programmateurs de lumière ou de chauffage ou encore des contrôleurs à distance contrôlables par internet (exemple : lancer la cafetière via un tweet)

10 9 35 Monographie Fab labs et imprimantes 3D INSA de Rennes 1.2 Concevoir et partager Des outils de CAO accessibles Les outils de CAO (Conception Assistée par Ordinateur) sont indispensables dans le processus de l impression 3D. En effet la première étape lors de la fabrication d un prototype est de le modéliser virtuellement. Le principe de base de ces logiciels est de partir de formes géométriques basiques (sphère, cube, cylindre) : sphère, cube, cylindre, on parle alors de modélisation surfacique. Le logiciel met aussi à disposition des outils permettant de façonner, fusionner, découper, tordre ces différentes formes, pour arriver au final à des objets pouvant avoir des géométries complexes. Autrefois réservés aux professionnels, certains logiciels ont su se simplifier dans leur interface et incorporer des tutoriels. Figure 5 : Logiciel de CAO AutoCAD On peut par exemple citer le logiciel AutoCAD, la référence en termes de CAO. Ce logiciel étant utilisé par une large communauté de makers, il existe donc de nombreux forums et sites internet dédiés à ce logiciel. De plus, de nombreux Fablabs proposent des cours d initiation à la CAO. Il est donc de plus en plus facile de prendre en main ce genre de logiciel. Hélas ces derniers restent très onéreux (de l ordre de plusieurs milliers d euros). Heureusement il existe quelques logiciels de CAO libres de droits (Seamless3D, Art of Illusion, True space), mais ceux-ci sont encore peu répandus et ne proposent pas autant de fonctionnalités que les leaders.

11 10 35 Monographie Fab labs et imprimantes 3D INSA de Rennes Numériser le réel : les scanners 3D Un scanner tridimensionnel, plus communément appelé scanner 3D est un outil capable d analyser la forme géométrique d un objet dans l espace et de la restituer, le plus souvent dans un logiciel de CAO. Le scanner 3D est donc l outil idéal lorsque l on cherche à numériser des objets, notamment ceux trop complexes pour être dessinés directement sur logiciel. Les scanners 3D possèdent tous un principe de mesure similaire : il s agit de mesurer, dans un repère, les coordonnées de milliers de points de la surface de l objet. Une fois cela fait, on peut grâce à tous ces points visualiser la géométrie dans l espace de l objet analysé. Il existe deux grands types de scanners 3D qui se différencient par leur principe de fonctionnement: les scanners avec contact et les scanners sans contact. Figure 6 : Exemple de scanner 3D Comme leur nom l indique, les scanners avec contact utilisent un contact physique avec l objet pour pouvoir l analyser. Cette technique ne peut donc pas être utilisée avec des objets fragiles, puisqu elle utilise un palpeur pouvant détériorer un tel objet. De plus, c est une technique relativement lente par rapport aux autres. Les scanners sans contact ont quant à eux pour principe d observer la déformation d un laser émis (scanner actif) ou de la lumière ambiante (scanner passif) à la surface de l objet. Le scanner 3D offre donc des possibilités de simplification de beaucoup de numérisations aux Makers débutants. En effet, sans une très grande maîtrise des outils de CAO, on peut rapidement modéliser un objet donné dans un logiciel, pour ensuite en modifier seulement quelques parties intéressantes et simples à modifier : la couleur, la taille, la forme géométrique d une partie, etc. Tous les objets à formes complexes deviennent ainsi reproductibles par le plus grand nombre. Il peut ainsi avoir une influence majeure dans la vie quotidienne : en effet, nous pouvons très bien imaginer des situations où, conquis par un objet que possède l un de nos proches, nous voulions le scanner et l imprimer, à un prix certainement très inférieur au prix d achat de l objet en question. C est en cela qu il prend une part importante dans ce nouveau mouvement de l open innovation.

12 11 35 Monographie Fab labs et imprimantes 3D INSA de Rennes Le partage des fichiers Pour créer des objets divers et variés, l utilisateur lambda n aura pas forcément les connaissances nécessaires pour utiliser les outils de CAO ou les moyens d acquérir un scanner 3D. Il existe alors plusieurs communautés sur internet, principalement regroupées en forum, qui mettent à disposition des utilisateurs d imprimante 3D des modèles 3D sur énormément d objets communs (jeux et jouets, mobilier, vaisselle,...). Cette même communauté est à l écoute de chacun et profite de l imagination collective pour pouvoir innover, tester et rendre publique une idée qui n aurait pas été réalisable auparavant. C est notamment le cas du site Thingiverse (créé par le fabricant d imprimantes 3D MakerBot), qui permet de partager divers modèles de fichiers CAO, ou encore propose des outils pour créer ou modifier un modèle directement sur le site, mais il existe encore d autres sites et l on peut ainsi trouver à peu près tout ce que l on souhaite en ligne. Figure 7 : Site web Thingiverse, créé par MakerBot (fabriquant d imprimante 3D) Il existe également un partage des fichiers dans la communauté utilisant la carte Arduino : en effet, les personnes utilisant cette carte pour fabriquer leur propre objet interactif et le vendre sont tenues de partager librement les modèles, fichiers, ou codes correspondant à leur réalisation. Ainsi, chacun est libre de récupérer ces fichiers et de créer lui-même l objet en question sans l acheter, ou encore de le modifier pour l améliorer.

13 12 35 Monographie Fab labs et imprimantes 3D INSA de Rennes 1.3 Les Fablabs Historique C est à la fin des années 1990 que Neil Gershenfeld (un professeur de physique au Massachusetts Institute of Technology) crée le programme Fab Lab et un cours de prototypage qui se traduirait par comment fabriquer (à peu près) n importe quoi. Ce concept suscite alors beaucoup d'intérêt surtout au MIT (le cours y est d ailleurs encore ouvert aux étudiants). Dans le but de s étendre et de pouvoir exporter ce concept spécifique dans le monde entier, une charte a été mise en place : The Fab Charter (http://fab.cba.mit.edu/about/charter/) qui prévoit, entre-autres : - La mission commune des Fab Labs : rendre possible l'invention en offrant aux individus l'accès à des outils de fabrication numérique (découpeuses lasers, scanners, imprimantes 3D...). - L accès : l utilisation du fab lab sert à fabriquer ce que l on désire et à partager avec la communauté le fruit de sa réalisation - L éducation : l apprentissage se fait par les projets réalisés précédemment par d autres acteurs du fab lab. Dans ce but, les projets réalisés par la suite font donc partie du capital des connaissances pour les futurs utilisateurs. - La responsabilité : se sentir responsable de la sécurité des locaux et d autrui, de la propreté, de la maintenance, de la réparation, de la gestion des stocks de matériel, etc. - Le secret : sont à titre individuel tout concept ou processus développés dans les fab labs. - Le Business : L accès ouvert prime sur d éventuelles activités commerciales et les projets réalisés à ces fins doivent se développer au-delà du fab lab pour en faire profiter la communauté (inventeurs, fab labs et réseaux) Si un fablab respecte cette charte, il a le droit d apposer le logo du MIT sur celui-ci. Cependant, il n existe pas de réel contrôle du suivi de cette charte par les fab labs ; les utilisateurs doivent donc en être au fait pour dénoncer d éventuels abus. Figure 8 : Logo officiel des FabLabs du MIT

14 13 35 Monographie Fab labs et imprimantes 3D INSA de Rennes Les fab labs aujourd hui Il apparaît important de donner donc une définition de ce qu est un Fab Lab aujourd hui. Un Fab Lab, contraction anglaise de Fabrication Laboratory ( Laboratoire de Fabrication ), est un endroit ouvert au moins une partie de son temps au plus grand nombre, et dans lequel sont utilisables les nouveaux outils dont nous avons parlé précédemment : imprimantes 3D, découpeuses laser, etc Il s agit donc d un endroit qui permet à n importe quel individu d inventer, créer, apprendre, ou encore prototyper. Il a pour objectifs principaux cette ouverture à tous, l entraide entre les différentes personnes s y présentant, l innovation, et l apport local à la communauté. La fréquentation des différents Fab Lab du monde entier ne cesse d augmenter, et de nouveaux apparaissent. Le public qu on y retrouve est majoritairement composé de bricoleurs du XXIème siècle, d étudiants désireux d expérimenter et de créer leurs propres projets, de startupeurs et de tous les entrepreneurs souhaitant pouvoir rapidement prototyper, ou encore d artistes et de designers. Les Fab Labs dans le monde sont principalement financés grâce à des aides locales ou nationales, et possèdent tous des salariés. Les Fab Labs ont aussi pour certains leurs propres spécificités ou spécialités : celui de Barcelone (le plus développé après celui du MIT) est très lié à une école d architecture et de design et a également l originalité d être ouvert aux enfants tous les 15 jours, l Aro Fab Lab Kenya est quant à lui très proche de la population locale et vise à résoudre des problèmes essentiellement locaux Et nous pourrions ainsi continuer la liste, tous les Fab Lab possédant leur propre identité. Mais ces différences existent également dans la taille du Lab, son modèle économique, sa fréquentation, son nombre de salariés Selon une étude menée par la FING (Fondation Internet Nouvelle Génération), la ligne directrice et les spécificités des différents Fab Labs à travers le monde sont ainsi principalement déterminés par la situation géographique du Lab (pays, milieu rural ou urbain, proximité avec une université ) et par les décisions du ou des responsables du lieu.

15 14 35 Monographie Fab labs et imprimantes 3D INSA de Rennes Intérêt et avenir Les fab labs suscitent de plus en plus d intérêt à travers le monde, il semble que ceuxci ont encore de beaux jours devant eux. Selon le site wiki.fablab.is il existe actuellement dans le monde environs 300 Fab Labs respectant la charte du MIT. Il faut savoir que le respect de cette charte n est pas obligatoire pour créer ce genre d endroit, il est ainsi plutôt difficile de quantifier de manière précise le nombre de Fab Labs présents dans le monde, mais ce qui est sûr est que leur nombre ne fait qu augmenter de manière significative. Les pouvoirs publics français semblent quant à eux convaincus de l utilité de ce genre de lieu. En effet, en fin juin 2013, Fleur Pellerin, ministre déléguée chargée des PME, a lancé un appel à projets pour subventionner la création et le développement des Fab Labs en France. Elle veut selon ses propos voir les Fablabs polliniser le territoire français. En réponse à cet appel, plus de 154 projets ont été présentés, une quinzaine a été retenue, partout sur le territoire de façon à refléter la diversité des projets. Le véritable point fort des Fab Labs et que l on peut en créer un avec des moyens relativement faibles, le matériel coûte entre et euros. Des prix qui ont en plus de cela tendance à baisser grâce à la démocratisation des Fab Labs. C est notamment grâce à cela que les collectivités locales hésitent de moins en moins à aider au financement de tels projets. Avec un tel engouement, on peut se demander si l avenir des Fab Labs est voué à nous changer la vie. On peut facilement s imaginer plus tard descendre dans un Fab Lab au coin de la rue, accompagné d une simple clé USB et revenir 1h plus tard avec une douzaine de verres faits sur mesure. Il est actuellement difficile de dire quel sera l impact des Fab Labs sur le citoyen. Certains disent qu ils pourraient changer la façon qu ont les gens de consommer, en permettant par exemple de lutter contre l obsolescence programmée. Certains parlent même de l'émergence d une nouvelle ère économique. D autres plus raisonnables parlent d un changement de la façon d innover, l intégration du citoyen et l intelligence collective dans le domaine de la recherche industrielle.

16 15 35 Monographie Fab labs et imprimantes 3D INSA de Rennes L exemple du Fab Lab de Rennes Le fab lab de Rennes se situe au cœur de l école des beaux-arts. Il est principalement composé de trois entités : un bureau administratif, une pièce servant à des initiations à Arduino, et enfin le vrai laboratoire : un préfabriqué contenant deux imprimantes 3D récentes (et deux plus anciennes) et une découpeuse laser. Le fab lab ainsi situé est utilisé la plupart de la semaine par des étudiants des beaux-arts de Rennes, mais est ouvert au public extérieur les mercredis et jeudis de 9h à 18h, les initiations à Arduino ayant lieu le jeudi une fois par mois. Le fab lab de Rennes a été fondé début 2012 sous l impulsion notamment de l école des beaux-arts, de la ville de Rennes, et également de personnes impliquées dans le mouvement des Makers en France comme Monsieur John Lejeune, l un des co-fondateurs, que nous avons pu rencontrer. Il est de plus en plus fréquenté (par des étudiants, des retraités, des bricoleurs ) et gagne en réputation, c est pourquoi les responsables travaillent en ce moment sur un projet d agrandissement pour 2014/2015. La principale spécificité du Lab de Rennes réside dans son lien très fort avec l école des beaux-arts. En effet, les étudiants peuvent combiner les apports du fab lab et ce qu ils apprennent par leur formation, et cela peut rendre les projets encore plus innovants : le Lab est ainsi entouré par des ateliers de métallurgie, de travail du verre, du bois, etc. Ainsi, il est Figure 9 : Logo du fab lab de Rennes donc possible de mêler un artisanat plus traditionnel avec les nouvelles méthodes de conception numérique. Il peut même arriver que, pour les projets les plus poussés, une personne de l extérieur puisse collaborer avec les étudiants et ainsi profiter également de toutes ces installations. Le fab lab de Rennes est donc à l image du mouvement des Fab Labs en France : il grandit, évolue, gagne en notoriété et en fréquentation, et reste fidèle à ses valeurs premières d entraide entre les utilisateurs, d apprentissage, et d ouverture au plus grand nombre.

17 16 35 Monographie Fab labs et imprimantes 3D INSA de Rennes 2 Le citoyen au cœur de l innovation Le citoyen est un réel moteur pour l innovation et pour le partage de ses connaissances. Il utilise ce qui l entoure pour émettre un avis sur ce qui lui serait utile ; il cherche à répondre à ses besoins matériels. Comment le citoyen s intègre dans le processus innovant? Tel est l objectif de cette partie. 2.1 Le partage, un nouveau moteur d innovation Une intelligence collective L open innovation est un concept lancé par Henry Chesbrought, professeur et directeur du Centre d Open Innovation au Hass Business School de l'université de Californie. Ce principe repose sur l idée de partage des informations. Grâce à l ère d internet, la connaissance est de plus en plus largement distribuée. La tendance actuelle est d évoluer vers un monde plus horizontal. Le principe de l intelligence collective repose sur l idée que la somme d idées et de contributions, est plus efficace qu un développement en interne dans une entreprise, choisir son besoin parmi une banque infinie créée par les passionnés, améliorer ou personnaliser les modèles déjà créés. L étude des besoins directement par les personnes concernées, mène à une optimisation des objets et une meilleure réponse à ces besoins. Au-delà des pièces simples, il y a la possibilité de créer des projets de grande envergure par une répartition des éléments à développer, et même une sélection des meilleures. Le schéma suivant (figure 10), compare les deux modèles d innovation dits fermés et ouverts. On y voit clairement que dans le modèle fermé, la recherche et le développement se font à l intérieur de la firme concernée. Les idées développées sont issues d un même point de vue et ne profitent qu à l entreprise. Et l amélioration de l objectivité de ces idées est très coûteuse. Figure 10 : La Dichotomie «innovation fermée» «innovation ouverte» (Chesbrough, 2003)

18 17 35 Monographie Fab labs et imprimantes 3D INSA de Rennes Dans le cas de l innovation ouverte, le point de vue interne se mélange à de multiples points de vue externes, ce qui accroît sensiblement l objectivité des idées développées. De plus, ce système peut être bénéfique à la fois à l entreprise et à d autres acteurs qui pourront développer des projets s inspirant de la recherche commune menée, afin de toucher d autre marchés. Parfois, le marché est dominé par un acteur principal (comme Google, Apple,...) qui utilise le principe d open innovation. Cela permet de rester à la pointe de l innovation, et dans la plupart des cas d avoir un retour direct des consommateurs sur leurs produits. Le domaine des nouvelles technologies est très propice à l innovation ouverte, du fait de l accessibilité aux services indépendamment du lieu grâce à internet. Il est, par exemple, facile de créer une communauté de développeurs du monde entier comme l ont fait les entreprises Google en lançant Android, son système d exploitation ouvert pour mobile, et Apple avec l Apple store. Cette stratégie permet à Apple et Google de faire travailler leurs potentiels concurrents pour eux, car il est quasi impossible d entrer en concurrence directe avec des entreprises géantes comme celles-ci. Il s agit d un effet pervers d un système censé être ouvert et plus ou moins équitable, n importe qui peut participer mais la majeure partie des bénéfices revient à la multinationale La question de la propriété intellectuelle On observe actuellement une démocratisation grandissante de l impression tridimensionnelle, on peut s attendre à voir dans un avenir proche des imprimantes 3D arriver chez le particulier. En effet le prix baisse constamment, l entrée de gamme de l impression 3D se situe aux alentours de 400 euros pour une imprimante 3D grand public. Parallèlement à cela on observe aussi la baisse des prix des logiciels de CAO et des scanners 3D. Pour l instant ce type de matériel reste limité en performances : on ne peut imprimer que des objets en plastique de petite taille, avec une précision encore assez faible de l ordre de plusieurs centaines de microns. Nous sommes encore bien loin de la précision que l on peut atteindre dans l industrie. Malgré cela, certaines entreprises telles que Warhammer (marque de figurine en plastique) ont d ores et déjà demandé le retrait des plans 3D de leurs figures qui circulaient sur le net. L autre problème qui risque de survenir concerne maintenant le consommateur. En effet la démocratisation de cette technique risque aussi d amener de la contrefaçon. Les propriétés mécaniques, physiques et chimiques de ces pièces imprimées peuvent être très différentes de celles du produit original. Personne ne souhaite prendre de risques avec des freins, des jouets, des prothèses contrefaits. Ce potentiel développement de l impression tridimensionnelle personnelle nous oblige à nous poser des questions concernant la propriété intellectuelle. L OMPI (Organisme Mondial de la Propriété Intellectuelle) porte actuellement une attention toute particulière à ce sujet. Les hommes politiques français commencent eux aussi à s intéresser à cela ;

19 18 35 Monographie Fab labs et imprimantes 3D INSA de Rennes François Cornut-Gentille, député élu de la Haute-Marne redoute «...des effets aussi néfastes pour l'industrie que ceux que connaissent actuellement les secteurs de la musique et du cinéma». Il faut savoir que The Pirate Bay (site de téléchargement illégal) a déjà créé sa rubrique pour modèles 3D piratés. Ce mouvement étant encore à ses balbutiements, aucun modèle juridique n a été mis en place jusqu ici. Il est donc urgent de trouver un modèle juridique, tout en faisant attention à ne pas trop restreindre et frustrer le développement de cette technologie. Ce afin de ne pas assister à ce que l on appelle le Chilling effect : lorsque trop de lois et trop de litiges découragent les gens d utiliser un droit ou, en l occurrence, le droit d utiliser ce nouveau procédé Trouver un modèle juridique De la même façon que pour la musique, il semble impossible de pouvoir contrôler la reproduction d objets 3D chez les particuliers. Malgré cela les juristes ont imaginé deux modèles de gestions probables. La première solution serait de définir les responsabilités respectives des différents acteurs, comme par exemple préciser le rôle des plateformes d'intermédiation, les bibliothèques virtuelles qui mettent en ligne les modèles tridimensionnels à la disposition des internautes. Mais en faisant le parallèle avec ce qui se passe actuellement pour la musique il semble difficile de contrôler efficacement la diffusion et la copie de fichiers 3D. En effet la contrefaçon est facilitée par de nombreux facteurs : - multiplicité des terminaux (tablettes, smartphones, ordinateurs) - des plateformes digitales hébergées dans des juridictions éloignées - copies des modèles 3D fidèles et faciles à réaliser. L entreprise Californienne Anthentise apporte un autre type de réponse à ce problème, en proposant une technique proche des DRM Digital Rights Management (gestion des droits numériques). L astuce serait de faire communiquer l imprimante avec un serveur distant sans laisser de traces. Ainsi la seule façon d imprimer un objet avec cette imprimante serait de commander l objet sur un serveur bien précis, ainsi toute impression à partir d un fichier illégal serait impossible. Bien que cette astuce puisse s avérer efficace quant à la protection d objets au design déposé, elle n est évidemment pas fiable à 100%, le risque de piratage étant toujours présent. Pour résumer il semble très difficile d établir un modèle juridique totalement efficace, au même titre que pour les autres types de fichier numériques. Heureusement pour les industriels et les détenteurs de droits la technologie de l impression 3D est encore chère et peu performante. D énormes progrès dans ce domaine sont nécessaires, ce qui demande beaucoup de temps.

20 19 35 Monographie Fab labs et imprimantes 3D INSA de Rennes 2.2 Des innovations liées aux fab labs Prothèses à faibles coûts Avec l apparition des imprimantes 3D, le monde s émerveille devant les nouveaux projets qui ont fait irruption, tant dans le domaine technologique que médical. En effet, l utilisation de l intelligence collective permet de réaliser de petits miracles, comme des prothèses de main, de pied, de hanche,... à des coûts extrêmement bas. A l instar du concept open-source Robohand, né de Richard Van As et Ivan Owen (designer de mains mécaniques) qui réalisaient des recherches sur un concept de prothèse à faible coût tout en étant aussi pratique et solide qu une prothèse classique. Cette prothèse de main fût opérationnelle en 2011 et a été mise en ligne gratuitement pour en faire bénéficier au monde entier ou même pour faire progresser la recherche dans ce domaine. Le coût de cette prothèse s élève en tout à environ $ (2.50$ de matériaux et 150$ d autres fournitures non imprimables telles que des pièces mécaniques en métal, des tiges, etc.). Et même s il est nécessaire d avoir une imprimante 3D (ou alors se diriger dans un fab lab) pour disposer de cette prothèse, elle reste extrêmement compétitive lorsque l on sait qu une véritable prothèse classique coûte plusieurs dizaines de milliers de dollars. Figure 11 : prothèse de main fabriquée en plastique Les créateurs du projet, dans un souci de partage et d aide, ont créé un site web (robothand.net) qui regroupe plusieurs informations sur cette prothèse et notamment un tutoriel pour apprendre à créer une main avec son imprimante 3D. Attention cependant, cette main n est pas bionique (contrôlée par le cerveau) mais uniquement mécanique, c està-dire qu elle nécessite tout de même encore quelques doigts sur la main afin de pouvoir la refermer correctement (à destination notamment des enfants handicapés avec une main atrophiée).

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