Piloter l'économie circulaire : comment la fabrication numérique ajoute de la valeur

L'économie circulaire est une alternative à l'économie linéaire, où les ressources sont extraites, utilisées, puis promptement jetées. L'économie circulaire, elle, dissocie la croissance économique des contraintes de ressources finies et la création de valeur de la consommation, trouvant plutôt de la valeur tout au long du cycle de vie continu d'un produit.

L'objectif est d'éliminer les déchets en les monétisant. Si les entreprises manufacturières voient leurs produits et leurs déchets comme des stocks précieux, elles utiliseront leurs ressources plus efficacement et découvriront de nouvelles façons d'augmenter la valeur et de répondre à la demande client. En fait, des recherches de McKinsey indiquent que la transition vers une économie circulaire pourrait générer près de 2 000 milliards de dollars de revenus par an d'ici 2030.

Pourtant, inverser la vision de industries entières sur la valeur et l'économie n'est pas facile. La fabrication numérique est un moteur de changement central pour passer à une économie circulaire de trois manières majeures.

Équilibrer offre et demande par l'agilité

Pour produire moins de déchets dès le départ, les fabricants devraient s'efforcer d'équilibrer l'offre avec la demande. Le modèle de fabrication traditionnel, où les fabricants estiment la demande client sur projections, rend cela difficile. Si une entreprise surestime la demande, elle peut se retrouver avec un entrepôt de produits invendus non recyclables qui finiront en décharge. De plus, cette méthode n'est pas assez agile pour prendre en compte la volatilité de l'économie à la demande.

La fabrication numérique utilise des technologies agiles pour mettre l'offre et la demande en harmonie. Elle désigne l'application de systèmes informatiques à la chaîne d'approvisionnement, aux produits et aux processus du fabricant. D'un point de vue offre-demande, la fabrication numérique permet aux fabricants d'utiliser les données clients pour mieux anticiper la demande et ne produire que ce qui est nécessaire, quand c'est nécessaire.

Quand les fabricants peuvent produire à la demande, ils évitent les coûts initiaux élevés d'une ligne de production traditionnelle et améliorent leur capacité à répondre promptement à la demande. Quand ils peuvent imprimer des pièces près de leurs clients, ils raccourcissent aussi dramatiquement leurs chaînes d'approvisionnement. Puisque la chaîne d'approvisionnement moyenne représente plus de 80 % des émissions de carbone d'une entreprise de biens de consommation et 90 % de l'impact sur les ressources naturelles, des chaînes d'approvisionnement plus efficaces peuvent atténuer matériellement les impacts environnementaux négatifs.

Réduire le gaspillage économique et environnemental

Le recyclage, la refabrication et la réutilisation des produits pour préserver et améliorer le capital — naturel et autre — est la thrust principale derrière l'économie circulaire. Tirer plus de valeur du stock existant réduit le gaspillage structurel, stimule la croissance économique, et permet aux fabricants de penser hors des sentiers battus pour le bien commun. La fabrication numérique, propulsée par la fabrication additive, aide ingénieurs et designers produit à tirer le meilleur parti des déchets qu'ils produisent en optimisant l'utilisation des matériaux.

L'utilisation de matériaux renouvelables, recyclables, non toxiques dans la fabrication émerge encore, mais la fabrication additive mène la charge. L'impression 3D est compatible avec des matériaux biodégradables et biosourcés comme les bioplastiques PLA, des plastiques qui se décomposent dans les environnements naturels en ne laissant que biomasse, dioxyde de carbone et eau. Profiter de matériaux sûrs à recycler et conçus pour l'être est un moyen facile de contribuer à l'économie circulaire et de réduire son impact environnemental.

Même si des matériaux éco-conscients ne peuvent être utilisés avec le procédé nécessaire pour un projet, la fabrication numérique seule peut aider à réduire les déchets et augmenter les profits. Pour commencer, il y a des économies de matériau inhérentes aux procédés additifs. Au lieu d'usiner à partir d'un bloc solide, générant beaucoup de rebuts, on construit le matériau voxel par voxel. La liberté de conception accrue de l'additif permet aussi de tirer parti de structures en treillis et de géométries complexes pour alléger dramatiquement les pièces. De plus, la fabrication de produits polymères avec des imprimantes 3D peut réduire la consommation d'énergie de 41 à 64 %. Globalement, les recherches suggèrent que l'impression 3D peut réduire les coûts de fabrication jusqu'à 593 milliards de dollars d'ici 2025, et accélérer crítiquement le temps de mise sur le marché. La fabrication numérique suralimente l'économie circulaire en y injectant plus de ressources renouvelables et en maximisant sa sortie.

Concevoir avec la durabilité à l'esprit

L'économie linéaire impacte aussi la conception produit. Par exemple, les composants mécaniques sont principalement conçus pour la fabricabilité, pas nécessairement pour la réutilisation. C'est pourquoi certains designers assemblent les pièces entre elles plutôt que de les connecter avec des fixations amovibles. Cependant, de petits choix de conception comme ceux-ci rendent le produit jetable dès le début, limitant grandement son cycle de vie.

Concevoir pour l'économie circulaire signifie créer des produits durables, réutilisables et rentables sur le long terme — la fabrication numérique peut aider. Elle optimise le processus de conception pour que les fabricants puissent maximiser la valeur de multiples façons. La modélisation virtuelle facilite la collaboration en temps réel entre designers produit et la réflexion critique sur les façons de rendre une conception propice à la réutilisation, la réparation et le recyclage. Tout changement de conception peut être fait à moindre coût et rapidement avant le début de la production, réduisant coûts et déchets.

De plus, comme la fabrication numérique à la demande est directement alignée sur les besoins clients, les designers peuvent passer de la pensée « Comment rendre ce produit facile à fabriquer ? » à « Comment concevoir ce produit pour qu'il réponde constamment aux besoins de l'utilisateur final ? ». La pensée design centrée sur l'humain est intrinsèquement durable, car elle mène à des produits conçus pour générer des expériences intuitives et significatives. Les produits conçus avec l'utilisateur final en tête tendent à apporter plus de valeur à l'utilisateur, et jouissent donc souvent de cycles de vie prolongés — ce qui, in fine, minimise le gaspillage de matériaux et d'énergie.

Selon les recherches de McKinsey, environ 2 600 milliards de dollars de matériaux dans les biens de consommation à rotation rapide — environ 80 % de la valeur matérielle — sont jetés et jamais récupérés. Si les designers produit peuvent créer des produits faits pour durer ou au moins faits pour être recyclés, ils peuvent boucler la boucle et alimenter l'économie circulaire.

Boucler la boucle avec Fast Radius

Aujourd'hui, au moins 97 % de tous les déchets solides proviennent de la fabrication ; le secteur est depuis longtemps en retard pour un changement radical. Passer de l'économie linéaire à une circulaire peut sembler intimidant, mais la fabrication numérique est assez disruptive pour lancer un avenir plus durable. Avec la fabrication numérique à la demande et la technologie additive, les équipes produit peuvent équilibrer offre et demande, réduire leur impact environnemental, et créer des produits durables dès le départ.

Chez Fast Radius, nous sommes passionnés par faire avancer l'industrie manufacturière, et parfois cela signifie aller en cercle. Nous faisons notre part pour stimuler l'économie circulaire en offrant des services de fabrication numérique multi-procédés à la demande aux équipes produit de toutes formes et tailles. En nous associant à nos clients du concept à la livraison, notre équipe d'ingénieurs et designers expérimentés rationalise chaque phase de conception et production. Nous sommes équipés pour fabriquer des pièces de complexités géométriques, matériaux et tailles variés à grande échelle en utilisant les meilleures technologies et les dernières connaissances en conception. Travaillons ensemble pour créer de meilleures pièces et un meilleur monde. Contactez-nous dès aujourd'hui pour commencer.

Pour plus d'analyses sur la durabilité dans la fabrication et au-delà, lisez les articles connexes dans le centre de ressources Fast Radius.

Prêt à fabriquer vos pièces avec Fast Radius ?

Demandez votre devis