Des imprimantes 3D dans les labos ? Oui, mais…

L’extension du domaine de la recherche, c’est d’abord nourrir le laboratoire de nouvelles façons de travailler empruntées au monde du libre, et l’associer à des communautés créatives.

Alors que les imprimantes 3D essaiment en France et ailleurs comme outils de prototypage rapide, elles restent cantonnées à quelques niches qui ont su repérer et exploiter leur potentiel : monde de l’éducation (Université de Cergy-Pontoise, Polytech’ Grenoble…), associations (TyFab à Brest, La Forge des possibles à La Roche-sur-Yon…), métiers créatifs et de l’industrie (design, conception industrielle, architecture…). Et malgré le terme de “laboratoire” qui a servi à forger l’expression “fabrication laboratory” ou “fab lab”, le monde de la science et de la recherche avait échappé à cette vague… Sauf que c’est peut-être en train de changer.

En septembre, un article de la revue Science a commencé à attirer l’attention de la communauté sur la place du matériel open-source (“open-source hardware”) dans les équipements de recherche, idée qui a par exemple séduit le site technophile Ars Technica. Et en novembre, un chercheur-blogueur partageait dans un billet l’expérience de son laboratoire en la matière. (Et quel laboratoire : spécialisé en génomique microbienne, il est dirigé par Jonathan Eisen, le rédacteur-en-chef de la revue PLoS Biology.) Ce laboratoire, comme tous les laboratoires de biologie expérimentale, consomme beaucoup de petit matériel jetable. Ce matériel s’achète auprès de fournisseurs spécialisés, à des prix souvent élevés que seule la loi de l’offre et de la demande peut expliquer. Pourtant, quoi de plus simple que ces peignes à électrophorèse en plastique, vendus 51$ pièce et commandés par lot de 5 ou 6 ? (en bleu sur la photo)

Peignes à électrophorèse

Peignes en plastique servant à former des puits pour y déposer le matériel à séparer par électrophorèse (protéines, ADN, etc.). En bleu, celles du catalogue ; à droite, celles faites maison avec l’imprimante 3D. Source : Russell Neches (licence CC-BY 3.0)

Ce chercheur pense alors à mettre à contribution l’imprimante 3D du laboratoire, une Ultimaker. Quelques lignes d’OpenSCAD plus tard (un des langages de conception assistée par ordinateur permettant de décrire un objet à imprimer en 3D) et le voici en possession des peignes que l’on voit à droite sur la photo, encore mieux adaptés à ses besoins que ceux du commerce et pour un prix défiant toute concurrence : à raison de 42$ le kg de plastique, chaque peigne coûte environ 0,21$ à fabriquer (soit 1/243e le prix catalogue). Quant à l’imprimante 3D, c’est un investissement de l’ordre de 1 200 € à la portée de tous les laboratoires (et déjà amorti à 20 % par l’économie de l’achat de 6 peignes).

Cet exemple montre comment l’imprimante 3D peut aider les laboratoires à devenir plus autonomes. Cet usage des imprimantes 3D renoue également avec la tradition des laboratoires où des personnes étaient en charge de la fabrication en interne du petit matériel : des techniciens et des services à tout faire (menuiserie, travail du plastique et du verre, etc.) Pierre Lindenbaum signalait également sur Twitter un forum de bioinformaticiens montrant que ceux-ci s’interrogent sur l’opportunité de s’affirmer, ou non, comme ceux qui sauront introduire cette machine dans leur laboratoire. De notre point de vue, il faudra sans doute une personne rattachée à l’imprimante 3D mais aussi que chacun au sein du laboratoire s’occupe de fabriquer ses propres consommables afin que cette personne ne se transforme pas en ouvrier de la chaîne de fabrication.

Mais une fois réglée la question de la production sur place du matériel de laboratoire, on peut se demander ce qu’une imprimante 3D apporterait au travail d’imagination et de formalisation du chercheur. Les représentations des molécules, protéines ou organes ont toujours évolué avec leur temps et maintenant qu’on peut passer rapidement du modèle 3D in silico à l’objet physique, il serait dommage de s’en priver. C’est ce qu’ont fait Pierre Poulain et ses collègues de l’université Paris-Diderot à partir du modèle PyMOL d’une petite protéine de stress (sHSP), pour aboutir à un objet de 15 cm de diamètre.

Une protéine, du modèle 3D “informatique” au modèle 3D “physique”. Source : Pierre Poulain (licence CC-BY 2.0)

Une protéine, du modèle 3D “informatique” au modèle 3D “physique”. Source : Pierre Poulain (licence CC-BY 2.0)

Ce modèle est du plus bel effet en conférence ou dans le bureau du directeur, mais que peut-on en tirer d’autre dans sa recherche ? Les modèles-objets ne datent pas d’aujourd’hui, l’imprimante 3D en facilite la fabrication sur place et en peu de temps, et permet une meilleur appropriation et personnalisation des objets quand leurs plans se partagent sous licence libre. Cette “démocratisation” amorce-t-elle une nouvelle ère de la représentation où toutes les structures de protéines versées dans des bases de données pourraient être produites dans la minute par un laboratoire à l’autre bout du monde ? Ce retour de matérialité d’une science de plus en plus informatisée peut-il produire des effets dans la manipulation des concepts, le partage des idées, l’éclosion des intuitions ? L’imprimante 3D cache-t-elle d’autres atouts dans sa manche ?

Il nous semble qu’il y a là un vaste continent à explorer. Pour ce faire, et si l’occasion nous en était donnée, nous rapprocherions chercheurs et designers pour inventer des utilisations possibles de l’impression 3D. Et nous mêlerions à la conversation des spécialistes du champ émergent des études visuelles des sciences — ces historiens, épistémologues, sémiologues qui s’intéressent à l’évolution des représentations visuelles en science et ce qu’elles nous disent de la conception et l’acquisition des savoirs. Et les chercheurs sauraient inspirer en retour de nouvelles perspectives aux bricoleurs des fab labs et concepteurs d’open hardware.

Qui est partant ?

Antoine et Elifsu

14 réponses à Des imprimantes 3D dans les labos ? Oui, mais…

  1. anne dit :

    dans le cas des peignes en plastique, et pour le petit matériel de ce type, est-ce que la logique ne serait pas que la compagnie vende la ligne de code pour les fabriquer et les imprimer sur place au labo ?

  2. En terme d’applications pour les modèles 3D de protéines, les travaux d’Arthur Olson et col. autour de la réalité augmentée fournissent déjà un bel outils d’analyse. http://mgl.scripps.edu/projects/tangible_models

  3. MàJ : titre de l’article modifié le 31 décembre.

  4. Jean-no dit :

    Pendant un petit temps, les imprimantes 3D accessibles – les MakerBot et RepRap, à construire soi-même – ont surtout prouvé que l’on pouvait fabriquer soi-même une imprimante 3D. Et dans un sens c’est déjà quelque chose, et ce mouvement a même permis des objets tout à fait étonnants comme l’imprimante 3D solaire de Markus Kayser qui utilise le verre comme matière première. À présent il faut trouver des usages véritables, et cette histoire de petit matériel de labo m’intéresse bien. À l’école d’art du Havre, après quelques années d’hésitation, nous venons d’investir… À suivre.

  5. […] Des imprimantes 3D dans les labos de recherche | Deuxième labo […]

  6. Mathilde dit :

    Bonjour,

    L’équipe Sculpteo est bien sûr très intéressée de participer à cette discussion!

    L’exemple que vous donnez dans l’article est un très bon cas. Nous avions aussi rencontré une équipe de recherche à UCSF qui utilise l’impression 3D au sein de son labo pour produire des pièces de microscopes sur-mesure : http://blog.sculpteo.com/2011/11/02/sculpteo-by-the-bay-at-ucsf-biological-imaging-development-center/

  7. Vous posez des questions importantes et intéressantes – en tant qu’historienne, la question des modèles-objets m’intrigue. J’ai vu il y a quelques mois une très belle expo à Göttingen (http://www.uni-goettingen.de/de/314638.html) où étaient rassemblé 1000 objets provenant des différentes collections départementales de l’université. Du coup je me suis posé plein de questions sur l’enseignement et son rapport à l’objet – je n’avais pas conscience de cette importance des collections en Allemagne et c’est très différent en France (hors certains endroits spécialisés – Museum et feu-le-Musée-de-l’Homme)

  8. Intéressant, mais il y a plusieurs choses qu’il ne faut pas mélanger je pense:

    – impression 3D ‘DIY’ (Reprap, Makerbot etc.) et impression 3D ‘industrielle’ -> Pas les mêmes ambitions, ni les mêmes résultats. Je ne pense pas qu’il faille équiper tous les labos d’une MakerBot (encore compliquée à utiliser) et encore moins d’une imprimante 3D industrielle (encore chère), par contre je pense qu’il est intéressant d’ouvrir des lieux d’échange équipés de machines (pas seulement impression 3D).

    – impression 3D et FabLabs -> il se passe beaucoup plus de choses dans les FabLabs que juste l’impression 3D. C’est un peu la partie visible de l’iceberg, mais en fait, ils véhiculent un vrai changement des modes de travail. A mon avis, c’est là que se situe le vrai potentiel disruptif pour la recherche (et il y a du boulot). Les FabLabs sont un lieu d’ouverture et de trans-disciplinarité et c’est ces principes qu’il faut intégrer aux labos de recherche scientifique!

    Continuons la discussion un de ces 4!

    2 liens pour finir:
    http://blog.makezine.com/2012/02/09/3d-printed-shells-for-hermit-crabs/ (lulz)
    http://www.lapaillasse.org/ (bio fablab)

  9. elifsu dit :

    Merci pour vous commentaires ! Avant de répondre un par un, et en attendant que les tweets citant l’article n’apparaissent ici, voici quelques liens qui ont été partagés avec nous sur notre compte Twitter (@deuxieme_labo) :

    Marie-Pauline Gacoin (@gacoinmarie) : https://twitter.com/gacoinmarie/status/286539363158999040 qui renvoie vers le “the slow science manifesto ”

    Joël de Rosnay (@derosnayjoel) : https://twitter.com/derosnayjoel/status/285813091126616064 : “Bravo pour article passionnant sur imprimantes 3D dans labos de recherche. C’est le tout début ! Mais aussi : “Imprimantes” ADN = synthétiseurs d’ADN. Existent depuis longtemps Voir mon livre hommecreavie.com “avec un lien : “Un livre stocké dans des brins d’ADN” http://www.hommecreavie.com/

    Julien Maupetit (@/julienmaupetit) : https://twitter.com/julienmaupetit/status/285345518761164800 : “Ne pas oublier les travaux de A. Olson > “Tangible Interfaces for Molecular Biology ” http://mgl.scripps.edu/projects/tangible_models

  10. TT dit :

    Mais les potentialités et les effets pourraient être aussi bien plus larges : http://yannickrumpala.wordpress.com/tag/impression-tridimensionnelle/

  11. jerkar dit :

    Alors ces autres réactions twitter ? Celles reportées sont riches !
    Et les réactions facebook ? C’est grâce à votre commentaire à l’article du JDN loggé sous facebook que j’ai rebondi sur votre article.
    Et les réactions Google Plus ? Ah, vous n’avez pas repartagé sur google+ ? Je m’en charge 😉

  12. Cédric dit :

    Je viens de tomber sur un article de prnewswire: http://www.prnewswire.com/news-releases/le-premier–experience-centre–dimpression-3d-de-staples-est-operationnel-grace-a-mcor-technologies-205235081.html . Extrêmement intéressant, je pense que je vais acheter des actions de Mcor Technologies…

  13. Alexandre dit :

    Je me passionne depuis quelques mois pour l’impression 3d et je suis en train de monter un guide sous la forme d’un site web. J’accueille avec plaisir toute personne désireuse de partager son expérience ou son actualité sur le sujet :
    http://www.priximprimante3d.com/evenement/

  14. Vincent dit :

    Nous proposons des partenariat, je vois que le projet évolue, à votre dispo !

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Alors que les imprimantes 3D essaiment en France et ailleurs comme outils de prototypage rapide, elles restent cantonnées à quelques niches qui ont su repérer et exploiter leur potentiel : monde de l’éducation, associations, métiers créatifs et de l’industrie. Et malgré le terme de “laboratoire” qui a servi à forger l’expression “fabrication laboratory” ou “fab lab”, le monde de la science et de la recherche avait échappé à cette vague… Sauf que c’est peut-être en train de changer.