L’impression 3D en verre au MIT : une interview exclusive avec le Dr Pierre-Thomas Brun

Publié Par Sculpteo le 16/03/2016

Le MIT est l’un des centres de recherche les plus prolifiques pour l’impression 3D depuis des années, que ce soit dans les domaines du design, de l’innovation matériau ou d’imprimante 3D révolutionnaire. Pierre-Thomas Brun est un jeune mathématicien français basé au MIT et l’une des parties prenantes à la création de l’incroyable imprimante 3D à verre fondu : la « viscous sewing machine« . Il a accepté de répondre à nos questions.

Le Dr Pierre-Thomas Brun est aujourd’hui Instructeur en mathématiques appliquées et chercheur au MIT. Au préalable il est diplômé de l’Ecole Polytechnique et de l’Université de Cambridge, et a réalisé son doctorat à l’Université Pierre et Marie Curie. Dans son blog – Science I do – voici comment il résume son travail :

« Mes recherches concernent la façon dont les mathématiques sous-tendent le monde, depuis des situations banales comme les coulures de miel sur la tartine du matin à la solution décrivant le curling des cellules sanguines pendant une éruption de malaria. Je me concentre sur l’étude de la dynamique des fluides et des solides souples, en particulier sur les effets non-linéaires que j’explore en combinant expériences, outils numériques et théorie.  Je m’efforce d’en tirer le meilleur parti pour mettre en équation la physique qui sous-tend ces systèmes.  »

Après une longue discussion au sein de l’équipe Sculpteo, nous avons concentré notre curiosité sur 9 questions autour de l’impression 3D en verre, auxquelles Pierre-Thomas a très chaleureusement accepté de répondre.

Les voici :

• En prenant connaissance de votre parcours, notre première question est : comment passe t on de la coulée de miel sur tartine au verre fondu ?

Je travaille au MIT avec Neri Oxman  qui est une chercheuse / designer, très active dans le monde de l’impression 3D. Son équipe a récemment développé une imprimante 3D et ils ont ensuite fait appel à moi. De mon côté j’étais ravi de m’atteler à un problème pratique qui permet de fabriquer un objet concret (par opposition au miel qui finit  toujours par s’étaler).

 

•  Est-ce-que le procédé est très instable ? par ex. est ce qu’on doit maitriser la température au dixième de degré près ?

Non, c’est là tout l’avantage. Ces enroulements type miel sur tartine sont très robustes, si bien qu’on les voit aussi avec des cordes d’escalade ou des câbles. C’est donc sans surprise qu’ils sont observés dans le cas du verre, un matériau à mi-chemin entre visqueux et élastique.

 

•   La technologie à dépot de fil permet d’expérimenter avec de nombreux matériaux visqueux, pensez vous cependant que l’impression 3D de verre serait possible avec d’autres technologies ? (nous pensons par exemple à la technologie à goutte plutôt que la technologie à poudre)

Je ne sais pas, on s’éloigne de mon domaine d’expertise.

 

•  Lors du dépôt d’une couche sur la couche inférieure, cette dernière est-elle encore visqueuse (auquel cas y a-t-il un risque d’affaissement) ou bien solide (auquel cas le matériau risque d’être hautement anisotrope) ?

Dès qu’on veut créer une structure 3D on fait face à un compromis que vous avez parfaitement exposé. La structure en verre se trouve en fait dans une enceinte dont on contrôle la température, ce qui permet de régler ce problème.

• Quelle est l’envergure maximale (sur le plan XY) d’un objet que l’on peut imprimer ?

Typiquement une trentaine de centimètres, mais on travaille à plus gros.

 

• Est-ce-que vos équations savent parfaitement prédire les formes réalisées par le fluide quelles que soient les caractéristiques du matériau déposé ou est ce qu’il y a de l’empirique ?

Zéro empirique, ou presque. En fait le modèle permet de shunter les difficultés liées au verre et son refroidissement, tout en permettant de prédire la forme exacte des motifs.

 

•  Pensez-vous que les araignées ont la connaissance intuitive de ces équations ?

Non, mais il y a dans la nature des espèces (pas seulement les araignées) qui se servent de procédés « instables » pour arriver à leur fin (locomotion, accès à l’eau et nourriture, reproduction…)

Crédit Photo : PT Brun

•  Cela intéresse forcément nos lecteurs, combien coûte le prototype de votre première machine ?

Aucune idée, le problème principal est quand même d’avoir accès à du verre fondu…

 

•  Pensez-vous qu’il y a assez de math dans l’impression 3D en général ? ou que les ingénieurs gagneraient à travailler plus avec les mathématiciens ?

Pour en savoir plus sur l’impression 3D en verre, nous vous invitons à regarder ce reportage de la BBC ou de vous rendre sur le site personnel du Dr Pierre-Thomas Brun.

Et en attendant de pouvoir imprimer (un jour !) du verre chez Sculpteo, vous pouvez retrouver notre liste de matériaux incroyables imprimés en 3D ou télécharger notre ebook « La Bible des matériaux d’impression 3D« .