Une nouvelle vie pour les déchets de l’impression 3D

L’impression 3D gagne du terrain dans les laboratoires de recherche et les ateliers de fabrication numérique des bibliothèques de l’UdeM. Mais une impression peut échouer. Un mauvais paramétrage peut aussi multiplier les essais infructueux. Et certaines pièces complexes nécessitent des structures de support qui seront retirées et jetées une fois l’impression terminée.

Selon des estimations de fabricants d’imprimantes 3D, ces retailles représenteraient de 10 à 40 % de la masse de filaments en PLA utilisée.

L’acide polylactique, récupéré dans le projet, n’est pas pour autant facile à éliminer. Malgré sa réputation de matériau compostable, il a besoin de conditions particulières pour se dégrader. «Oui, techniquement, ce polymère est commercialisé comme compostable, mais il ne l’est pas dans des conditions environnementales normales. Le compostage du PLA doit être effectué dans des installations industrielles adaptées. Malheureusement, ces installations sont peu accessibles au Québec», explique Stéphanie Poirier, conseillère à la recherche et membre du projet.

L’équipe a donc commencé à sonder différents utilisateurs d’imprimantes 3D à l’UdeM, notamment dans les ateliers de fabrication numérique des bibliothèques et dans les laboratoires de recherche des facultés des arts et des sciences, de médecine et de l’École d’optométrie, pour savoir ce qu’ils faisaient de leurs déchets. «La plupart des personnes m’ont répondu qu’elles accumulaient des boîtes de retailles sans savoir quoi en faire», raconte Stéphanie Poirier. Le plastique était donc mis de côté, en attente d’une solution.

«Pour procéder au recyclage, les retailles sont d’abord triées par couleurs, puis broyées dans une déchiqueteuse en petits granulés. Ceux-ci sont ensuite chauffés dans une extrudeuse, qui les transforme en un long filament qui sera enroulé sur une bobine», résume Audrey Laventure.

L’approvisionnement en retailles se fait par le réseau des bibliothèques. Les ateliers de fabrication numérique accumulent leurs retailles, qui sont centralisées à la bibliothèque Hubert-Reeves du campus MIL. Les laboratoires de recherche peuvent aussi envoyer leurs retailles là-bas par courrier interne et dans six autres points de collecte. Lorsque le volume est suffisant, l’équipe de FilUM vient les chercher et les transforme.

Dans une optique circulaire, les bobines vides sont aussi réutilisées. En effet, une fois le filament recyclé produit par l’équipe de FilUM, il est enroulé sur des bobines usagées en provenance des bibliothèques. Puis l’équipe les leur redonne, permettant ainsi au plastique de circuler à nouveau dans les unités de l'UdeM.

Les différents essais montrent que le filament recyclé peut servir à fabriquer de nouvelles pièces, entre autres pour le prototypage. Il n’est toutefois pas destiné à toutes les applications. Pour l’instant, l'équipe de FilUM travaille avec de l’acide polylactique sans additif et laisse de côté les filaments contenant des composants particuliers comme le PLA Galaxy (comprenant des paillettes) ou le PLA-CF (renforcé de fibres de carbone).

Une déchiqueteuse et une extrudeuse sont des appareils relativement chers. Leur utilisation demande aussi du temps, de la main-d’œuvre et de l’expertise. Pour un seul laboratoire, recycler quelques poignées de plastique n’aurait peut-être pas justifié l’investissement. En regroupant les retailles produites sur les campus montréalais de l'UdeM, la situation change.

«Le fait d’avoir une initiative à l’échelle des campus de Montréal permet d’obtenir un assez grand volume de retailles pour donner des bobines complètes de filament, ce qui rentabilise les diverses ressources engagées dans FilUM», souligne Stéphanie Poirier.

C’est cette logique collective que l’équipe de FilUM souhaite maintenant pousser plus loin. Le réseau pourrait collecter des retailles provenant des campus de l'Université situés à l'extérieur de Montréal et de ses centres affiliés.

Pour en savoir plus sur l’initiative FilUM: https://www.laventurelab.com/filum. 

Pour en savoir plus sur les ateliers de fabrication numérique des bibliothèques: https://studio.bib.umontreal.ca/creatives/impression3d.