L’impression 4D est un nouvel axe de recherche basé sur le biomimétisme, qui s’inspire entre autres des fleurs de tournesol ou des plantes carnivores.
Il s’agit de fabriquer un objet en trois dimensions (x,y,z) à l’aide d’une imprimante 3D, puis de l’activer grâce à un stimulus extérieur (par exemple ici : la température). On obtient ainsi les quatre dimensions : x,y,z et q. Plusieurs études sont menées sur ce sujet dans l’équipe ENDO, avec des stages (Clément Lingois, promo 2022 ; Camila Pinto, Master InTREE) et une thèse DGA qui est en cours en partenariat avec l’Université d’Edimbourg (Laurane Roumy, promo 2021). L’exemple en images montre un objet élaboré par impression 3D en composite chanvre/PLA. Ce composite est 100% biosourcé.
En effet, le PLA (acide polylactique) est un polymère issu de l’amidon de maïs et les fibres de chanvre proviennent de la tige de la plante Cannabis Sativa, connue pour ses excellentes propriétés mécaniques. Cet objet, replié, est placé dans une enceinte thermique. Lorsque la température avoisine la température de transition vitreuse du PLA (60°C), on assiste au déploiement de l’objet sans aucune sollicitation mécanique extérieure. Ce phénomène est dû à l’activation de l’effet mémoire de forme du PLA. Le déploiement complet s’effectue en seulement 2 minutes et 20 secondes.
Avec l’impression 4D, pour le déploiement de structures il n’y aura bientôt plus besoin de moteurs ni de systèmes complexes avec des rotules, des engrenages et des assemblages. On évite donc les pannes et les réparations ! En anglais, on parle d’animate materials. L’impression 4D ouvre de nouvelles perspectives avec de nombreuses applications potentielles comme l’auto-déploiement d’antennes de télécommunication, d’abris lunaires (élaborés sur place), de voiles solaires pour les satellites, d’articulations en robotique etc…
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