En plein essor, la fabrication additive fait l’objet d’une augmentation de demandes de brevets d’environ 36 % chaque année depuis 2015 selon l’étude publiée par l’Office européen des brevets. Cette augmentation est 10 fois supérieure à la croissance annuelle moyenne des demandes de brevets à l’OEB tous domaines confondus. Plus de 4 000 demandes de brevet pour des inventions relatives à la FA ont été déposées auprès de l’OEB pour la seule année 2018.
L’Office souligne la position de la recherche publique française (organismes de recherche, aux premiers rangs desquels le CEA et le CNRS, universités, hôpitaux, etc.) qui rassemble 20 % des demandes de brevets contre 11 % seulement en moyenne en Europe.
L’Europe, tous pays confondus, est à l’origine de 47 % des inventions du domaine de la fabrication additive depuis 2010, soit 7 863 demandes de brevets enregistrées par l’OEB. La France est le troisième pays européen déposant le plus de brevets à l’OEB dans le secteur de l’impression 3D (4,8 %), tandis que le Royaume-Uni (5 %) est devancé par l’Allemagne.
Les Etats-Unis restent les plus innovants avec 5 747 dépôts, ce qui représente près de 35 % des demandes.
Au CEA, les recherches menées en fabrication additive portent sur l’ensemble de la chaîne de valeur depuis le matériau, la conception, les procédés, les post-traitements jusqu’aux contrôles. Elles impliquent près de 80 chercheurs dans plusieurs laboratoires et des plateformes d’excellence comme « Poudrinnov2 » ou « Additive Factory Hub ».
En termes de propriété industrielle, le CEA dispose de 44 familles de brevets actives en impression 3D et dix dossiers sont en cours d'instruction. Les dépôts de brevets dans cette thématique sont en hausse depuis 2018, et six brevets ont déjà été déposés dans la thématique. Le CEA a réalisé de nombreux projets pour une trentaine de partenaires industriels* et participe ou coordonne des projets collaboratifs européens majeurs** sur l’impression 3D.
Au cœur de l’écosystème
- Le CEA-Liten a créé, en 2019 avec la société AddUp, la plateforme commune Famergie pour développer la fabrication additive dans le secteur de l’énergie. Les deux partenaires visent ainsi à lever les verrous technologiques pour atteindre des performances inégalées dans la production de pièces ou de dispositifs métalliques.
- Un partenariat avec Hewlett Packard pour le développement de composant polymère a été signé en 2018, sur le procédé Multi Jet Fusion (projection de liant). Ce partenariat est étendu depuis 2019 sur la futur technologie métal d’HP (HP 3D Metal Jet).
- Le CEA participe également aux travaux menés sur la plateforme « Additive Factory Hub » (AFH) du plateau de Saclay. Le CEA-Liten y propose notamment son expertise matériaux, en complément de l’expertise « contrôle non destructif » du CEA-List, pour contribuer à l’évolution des procédés de fabrication additive métallique. De nombreux industriels participent également à AFH***.
- Sur la plateforme SAMANTA, les équipes mènent des études du modèle numérique aux matériaux, des poudres à la caractérisation des pièces fabriquées, le tout soutenu par une compréhension procédé-matériaux. Des programmes de R&D sont orientés sur des innovations procédés et matériaux avancés. De par sa dualité fabrication additive / procédés de dépôts innovants, la plateforme SAMANTA permet d’étudier les synergies entre différentes familles de procédés, du conventionnel à l’émergent. Ses activités de R&D s'étendent à la plupart des domaines industriels comme l’aéronautique, les industries sidérurgiques et mécaniques.
* Naval Group, Nexter, Dassault, HP, I3P (EDF, FRAMATOME), ENGIE, MECACHROME, DEPHI, 3DSystems, Prodways
** SUPREME, MAESTRO, DIMOFAC, HYPERCO
*** Fondateurs : AddUp, Air Liquide, CEA, EDF, LNE, Safran, Vallourec ; Adhérents : Arcelor Mittal, Orano, Total, MBDA