Fabrication additive dans le monde : adoption actuelle de l'impression 3D en Amérique du Nord et en Europe

Consultez la Partie 2 de la série « FA dans le monde », qui explore l'adoption de l'impression 3D dans la région APAC.

L'Amérique du Nord et l'Europe dominent encore le marché de la fabrication additive (FA), concentrant la plus grande part des entreprises industrielles d'impression 3D et des brevets. Cependant, leur avance est menacée par la croissance rapide de l'Asie.

Comment l'industrie de l'impression 3D évolue-t-elle dans ces régions, et quelles stratégies peuvent assurer leur compétitivité ?

Adoption de l'impression 3D en Amérique du Nord

L'Amérique du Nord domine le marché de la FA, détenant 35 % des systèmes industriels installés, selon le rapport Wohlers 2019.

Les États-Unis sont le principal moteur, soutenus par un écosystème robuste de leaders industriels, de startups et un volume élevé de brevets. EY rapporte que 29 % de toutes les entreprises mondiales de FA sont basées aux États-Unis, incluant des noms établis comme 3D Systems et Stratasys, des licornes telles que Carbon, Desktop Metal et Formlabs, et des fabricants traditionnels comme GE et HP qui ont adopté la FA.

Les startups américaines ont levé plus de 600 millions de dollars en capital-risque au premier semestre 2018 — plus que le total levé de 2012 à 2015 combinés — soulignant l'élan entrepreneurial de la région.

Le rôle du gouvernement américain dans l'industrialisation de la FA

Si l'investissement privé alimente la plupart des innovations, le gouvernement fédéral a lancé des initiatives clés comme l'Institut national d'innovation en fabrication additive (NAMII) en 2012, rebaptisé depuis America Makes. Aujourd'hui, America Makes coordonne 88 projets de R&D et sert de hub pour l'innovation en fabrication avancée.

En partenariat avec l'ANSI, America Makes a produit la première Feuille de route de normalisation de la FA, un cadre identifiant les normes existantes, les lacunes et les domaines prioritaires pour de nouveaux développements. Cette feuille de route aide à harmoniser les normes, réduire les barrières et accélérer l'adoption à travers les industries.

Les États-Unis perdent-ils leur avantage ?

Malgré son leadership, les États-Unis font face à la concurrence de la Corée du Sud, du Royaume-Uni et de l'Allemagne. A.T. Kearney note que les États-Unis manquent d'une stratégie nationale cohérente en FA, avec un soutien gouvernemental inférieur à la moyenne mondiale en 2017. Bien que la stratégie 2018 de la Maison Blanche sur la fabrication avancée n'aborde pas spécifiquement la FA, des financements récents liés à la défense — 6 millions de dollars de l'Air Force pour des moteurs de fusée imprimés en 3D et 13,2 milliards de dollars en 2018 pour l'innovation technologique — démontrent un soutien ciblé.

Les entreprises privées stimulent la croissance de la FA

En 2019, plus de la moitié des entreprises américaines avaient adopté l'impression 3D, et 22 % prévoyaient une adoption future. Les secteurs aérospatial, biens industriels, médical et automobile — menés par des entreprises comme Ford (investissement de 45 millions de dollars dans son Centre de fabrication avancée) et GM — sont les principaux adopteurs. Une enquête Sculpteo 2019 révèle que les entreprises nord-américaines prévoient d'augmenter leurs investissements FA d'au moins 50 %.

Pour maintenir leur leadership, les décideurs américains doivent étendre les programmes de développement des compétences, d'éducation et d'incitation qui encouragent une adoption commerciale plus large.

Adoption de l'impression 3D en Europe

L'Europe détient la deuxième plus grande part du marché FA, avec 55 % des entreprises mondiales de FA basées dans la région, selon EY. Le continent abrite des fabricants leaders comme EOS, Renishaw, SLM Solutions, Ultimaker et Photocentric.

Les pays d'Europe de l'Ouest — Allemagne, Royaume-Uni, Italie et France — pilotent le développement de la FA. Les enquêtes IDC confirment que ces nations sont en tête pour l'adoption de la FA pour les pièces finales, notamment dans l'aérospatial et la santé. Plusieurs ont des stratégies nationales FA intégrées à leurs plans Industrie 4.0.

L'Europe de l'Est, notamment la Russie, possède un potentiel significatif mais accuse un retard en R&D et déploiement industriel. Des initiatives russes visent à développer les technologies FA, mais l'adoption manufacturière pratique reste limitée.

Selon le rapport 2018 du CECIMO, la pénurie de compétences est la barrière principale, 52 % des répondants citant la difficulté à recruter du personnel FA compétent. Les lacunes d'expertise clés incluent l'assurance qualité, les tests et la conformité réglementaire — critiques pour la production en série.

Focus pays : Allemagne

L'Allemagne, hub manufacturier de l'UE, a lancé son initiative « Industrie 4.0 » en 2011, intégrant la FA comme technologie centrale. Avec 148 institutions de recherche — menées par l'Institut Fraunhofer — l'Allemagne stimule l'innovation. Le projet FutureAM de Fraunhofer (2017) vise à industrialiser la FA métal par des technologies avancées ; les résultats récents incluent un nouveau système optique pour le LPBF capable de produire de grandes pièces métalliques jusqu'à dix fois plus vite que les systèmes conventionnels.

L'Association Fabrication Additive au sein du VDMA soutient l'industrialisation, avec 150 membres couvrant fournisseurs, logiciels, matériaux et utilisateurs finaux. Leur feuille de route cible la logistique matériaux, les normes environnementales et de sécurité, le traitement de données et la standardisation des processus.

Le projet IDEA de 3 ans de Siemens, financé par le Ministère fédéral de l'Éducation et de la Recherche, se concentre sur l'intégration des jumeaux numériques avec la FA pour améliorer le déploiement industriel.

L'adoption actuelle montre que seulement 13 % des 560 entreprises allemandes interrogées par le VDI utilisent la FA pour des produits finis complets, bien qu'un tiers intègrent des composants FA dans leur production — une tendance encourageante. Le secteur automobile est un moteur clé de croissance, avec le projet IDAM de BMW visant à produire en série 50 000 composants par an via la FA.

Focus pays : Royaume-Uni

Le Royaume-Uni est un leader mondial en recherche et application FA, se classant deuxième en Europe après l'Allemagne. La Stratégie industrielle 2017 trace une voie claire pour élever le Royaume-Uni comme acteur majeur de la FA.

Les universités britanniques — Nottingham, Sheffield et Cambridge — sont des puissances de recherche. Le Centre de technologie de fabrication, ouvert en 2015, abrite une installation nationale FA.

L'adoption commerciale reste cependant inégale. Si des entreprises comme Bowman International et Renishaw emploient la FA pour des pièces spécifiques, la plupart des fabricants britanniques n'ont pas encore pleinement adopté la technologie. Les obstacles incluent les pénuries de compétences, la compréhension limitée du gouvernement, des attitudes d'investissement prudentes et des structures de soutien fragmentées.

Avec une base de connaissances solide et une capacité de fabrication avancée, le Royaume-Uni peut étendre sa chaîne d'approvisionnement FA, à condition d'une action gouvernementale coordonnée pour traduire la recherche en déploiement commercial.

Maintenir un avantage concurrentiel : Amérique du Nord et Europe

En 2019, l'Amérique du Nord et l'Europe de l'Ouest restaient leaders, l'Allemagne et les États-Unis pilotant la plupart des avancées FA. Pourtant, les incertitudes mondiales — Brexit, tensions commerciales sino-américaines — menacent cet élan.

L'engagement récent de l'UE à prioriser la FA dans les discussions commerciales avec les États-Unis vise à éliminer les barrières non tarifaires et créer des normes de certification unifiées, facilitant l'accès au marché pour les solutions FA des deux régions.

Pour préserver leur leadership, décideurs et industrie doivent intensifier l'éducation FA, inciter l'adoption et favoriser un écosystème robuste capable de concurrencer le marché asiatique en expansion rapide.